KR810000780B1 - Process for regenerating iron-antimony oxide containing catalyst - Google Patents

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KR810000780B1
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신지 다시로
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하고오까 이사무
닛도오 가가꾸 고교 가부시끼 가이샤
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Abstract

A process for regenerating a deteriorated iron-antimony oxide contains catalyst comprising as essential components (I) iron, (II) antimony, (III) at least one element selected from the group consisting of vanadium, molybdenum and tungsten and (iv) tellurium. The process has the crystalline structure of an iron-antimony oxide compound, is substantially free of free antimony trioxide and contains at least 50 wt % of the original tellurium content of the fresh catalyst which comprises calcining the catalyst under a non-reducing atmosphere at a temperature of from about 600≰ to 950≰C.

Description

철-안티몬 함유 산화물 촉매의 재생방법Regeneration method of iron-antimony-containing oxide catalyst

제1도 촉매 1의 X선 회절도.FIG. 1 X-ray diffraction diagram of Catalyst 1. FIG.

제2도 실시예 1의 열화(劣化)촉매의 X선 회절도.2 is an X-ray diffraction diagram of the deterioration catalyst of Example 1. FIG.

제3도 비교예 1의 열화촉매의 X선 회절도.3 is an X-ray diffraction diagram of the degradation catalyst of Comparative Example 1. FIG.

본 발명은 올레핀의 산화반응, 암모산화반응 또는 산화적 탈수소반응에 사용되어 활성이 저하된 철-안티몬함유 산화물 촉매의 재생방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for regenerating an iron-antimony-containing oxide catalyst whose activity is lowered by being used in oxidizing, ammoxidizing or oxidative dehydrogenation of olefins.

(I)철, (II)안티몬, (III)바나듐, 몰리브덴, 텅스텐 그룹에서 선택된 하나이상의 원소 및 (IV)텔르륨을 필수성분으로 함유하는 철-안티몬계 산화물이 올레핀의 산화반응, 암모산화반응 또는 산화적 탈수소 반응의 촉매로서 유용함은 공지된 것이다. 예를 들면 프로필렌의 산화반응으로 아크로레인이, 암모산화반응으로는 아크릴로니트릴이 생성되며 이소부텐의 산화반응으로 메타아크로레인이, 암모산화반응으로 메타아크릴로니트릴이 생성된다. 또는 부텐-1 또는 부텐-2의 산화적 탈수소반응으로 부타디엔이 생성된다. 이에 관하여서는 본 출원인에 의해 특공소 46-2804호, 특공소 47-19765호 공보, 특개소 50-108219호 공보에 기재되어 있다.Oxidation and ammoxidation of olefins with iron-antimony oxides containing (I) iron, (II) antimony, (III) vanadium, molybdenum, tungsten, and iron-antimony oxides containing (IV) tellurium as essential components Or useful as catalysts for oxidative dehydrogenation reactions. For example, acrolein is produced by the propylene oxidation, acrylonitrile is produced by the ammoxidation reaction, and methacrolein is produced by the oxidation reaction of isobutene, and methacrylonitrile is produced by the ammoxidation reaction. Or butadiene by oxidative dehydrogenation of butene-1 or butene-2. This is described in Japanese Patent Application No. 46-2804, Japanese Patent Application No. 47-19765, and Japanese Patent Application No. 50-108219.

상기 촉매는 활성, 활성의 지속성(촉매의 수명) 모두가 양호하며 우수한 촉매성능을 나타내지만 장기간 사용할 경우 활성이 서서히 저하되는 것을 피할 수 없다. 또한 반응조건이 부적절하기 때문에 활성저하가 가속되는 경우가 있다. 활성이 임계치 이하로 저하된 촉매를 계속해서 사용하는 것은 경제적인 면에서 볼때 바람직하지 못하다. 아크릴로니트릴 제조와 같이 공업적으로 규모가 큰 것은 이에 미치는 영향도 크다. 때로는 새로운 촉매를 치환하지 않으면 경제적으로 상당한 손실이 초래된다. 그러나 촉매가 고가이고 열화된 촉매를 새로운 촉매로 바꾸는 것은 경제적으로 부담이 커진다. 따라서 적절한 촉매재생방법을 발견함으로서 경제적으로 대단히 유익함을 얻을 수 있게 된다.The catalyst has both good activity and long-lasting activity (catalyst lifetime) and shows excellent catalytic performance. However, the catalyst is inevitably deteriorated when used for a long time. In addition, deactivation may accelerate due to inadequate reaction conditions. Continued use of catalysts whose activity has fallen below the threshold is undesirable from an economic point of view. Large industrial scales, such as acrylonitrile production, have a large effect on this. Sometimes the replacement of a new catalyst results in economic losses. However, it is economically expensive to replace expensive and degraded catalysts with new ones. Therefore, it is very economically beneficial to find an appropriate catalyst regeneration method.

이와 같이 상기 촉매가 열화 또는 열화되지 않거나 , 열화된 촉매가 재생처리에 의해 재생 또는 재생되지 않은 것은 활성, 선택성의 수준에서 기술적으로 설명되지 않고 오히려 경제적으로 판단된 경우가 많다.As described above, it is not technically explained at the level of activity and selectivity that the catalyst is not deteriorated or deteriorated, or the deteriorated catalyst is not regenerated or regenerated by the regeneration treatment.

본 발명자의 경험에 의하면 열화라는 것은 목적생성물의 수율이 신품의 촉매를 사용했을때의 가치보다 상대치로서 2 내지 3%이상이 저하된 경우를 말하며 재생이란 목적생성물의 수율이 신품의 촉매를 사용한것과 같거나 또는 이 이상으로 회복된 경우를 말한다.According to the experience of the present inventors, deterioration refers to a case in which the yield of the target product is lowered by 2 to 3% or more relative to the value of using a new catalyst, and regeneration means that the yield of the target product is a new catalyst. It is the same as or higher than that.

반응사용시에 일어나는 촉매 활성의 저하가 어떠한 원인에 기인된 것인가 열겨하기는 곤란하다. 일반적으로는 다수의 원인이 복합되어 촉매활성의 저하가 일어나는 경우가 많다.It is difficult to tell what causes the lowering of the catalytic activity occurring during the reaction use. Generally, a plurality of causes are combined to cause a decrease in catalytic activity.

예를 들면 원인이 밝혀졌다고 하여도 그것을 그대로 촉매 재생법의 개발에 연결시킬 수는 없다. 불포화니트릴, 불포화알데히드, 디올레핀등의 각종 합성 촉매에 있어서 촉매의 재생법이 검토되었으나 이 방법을 성공시킨 것으로 볼수는 없다. 이러한 것의 유일한 예라고 할 수 있는 것으로서 특개소 47-8615호의 안티몬-우라니움의 산화물 촉매를 대상으로 한 것이 있다.For example, even if the cause is identified, it cannot be directly connected to the development of the catalyst regeneration method. Although the regeneration method of the catalyst was examined in various synthetic catalysts, such as unsaturated nitrile, unsaturated aldehyde, and diolefin, it cannot be seen that this method was successful. The only example of such a thing is the antimony-uranium oxide catalyst of Unexamined-Japanese-Patent No. 47-8615.

이 방법은 합성되지 않은 산소, 또는 목적인 활성질소를 합성한 형태의 산소를 함유하는 재생용 가스혼합물을 안티몬-우라니움 산화물촉매 착화합물에 427℃내지 1038℃의 온도로 그 착화합물이 재생되지 까지의 체재시간으로 접촉시키는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 촉매의 성능은 촉매의 표면적에 규정되는 것으로서 최적임계 수준까지 저하하지 않도록 소성하는 것이 기본으로 되어 있으며 더욱이 극히 넓은 온도 범위에서의 재생이 가능하다. 이러한 점에서는 실용상 매우 실시하기 용이한 방법이라고 할 수 있다.This method is characterized in that a regeneration gas mixture containing unsynthesized oxygen or oxygen in the form of a target active nitrogen is added to an antimony-uranium oxide catalyst complex at a temperature of 427 ° C to 1038 ° C until the complex is not regenerated. It is characterized in that the contact time. The performance of this catalyst is defined in the surface area of the catalyst and is based on calcination so as not to fall to the optimum critical level. Moreover, regeneration over an extremely wide temperature range is possible. In this respect, it can be said to be a method which is very easy to implement practically.

경우에 따라서는 반응기내에서의 재생이 가능하며 실시예에도 기재되어 있다. 그러나 철-안티몬함유 산화물 촉매에 있어서는 이와 같이 용이한 방법으로 재생할 수 없고 후술하는 바와 같이 재생의 대상으로 하여 얻은 촉매가 특정된 것이 아니면 재생이 가능하지 않으며 재생조건이 비교적 좁다. 따라서 이점을 잘 고려하면 재생조작을 행하지 않으면 재생이 불가능할뿐만 아니라 반대로 촉매성능을 악화시키고 원상태로 환원시킬 수 없는 경우가 생긴다.In some cases regeneration in the reactor is possible and described in the examples. However, the iron-antimony-containing oxide catalyst cannot be regenerated by such an easy method, and as described below, regeneration is not possible unless the catalyst obtained for regeneration is specified, and the regeneration conditions are relatively narrow. Therefore, in consideration of the advantages, the regeneration is not possible without performing the regeneration operation, on the contrary, the catalyst performance may be deteriorated and the original state may not be reduced.

본 발명자는 이미 본 발명의 대상인 촉매를 함유하는 촉매의 신규제법으로서 특개소 51-17194의 방법을 제안하였다. 이 방법은 활성이 저하된 열화촉매의 재생법으로서도 이용할 수 있어서 극히 유효한 방법이며 이와 같은 목적으로 사용된 예도 열거되어 있다. 그러나 촉매성분의 함침, 건조, 소성과정을 거치기 때문에 조작하는데 약간 번잡하고 경비도 든다. 또 새로운 촉매성분이 추가되기 때문에 원촉매와의 촉매조성이 변해버리거나 반응속도나 최적반응 조건이 변하는 경우도 생기기 쉬운 등의 문제가 있어서 소위 촉매의 재생법으로는 사용하기 어려운 면이 있다.The present inventors have already proposed the method of Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-17194 as a novel method for producing a catalyst containing the catalyst of the present invention. This method can also be used as a regeneration method of a deteriorated catalyst with reduced activity, and is an extremely effective method. Examples used for this purpose are also listed. However, the process of impregnation, drying, and calcining of the catalyst component is a little complicated and expensive to operate. In addition, since a new catalyst component is added, there is a problem that the catalyst composition with the original catalyst is changed, or the reaction rate or the optimum reaction condition is likely to occur, which makes it difficult to use the so-called catalyst regeneration method.

본 발명자는 활성이 저하된 철-안티몬함유 산화물 촉매에 있어서 보다 간편한 재생방법을 개발하기 위해 여러가지로 검토한 결과 철-안티몬함유 산화물 촉매의 활성 저하는 주로 환원 열화에 기인하는 것으로 추정되었다. 그러나 단지 열화촉매를 재산화시키면 활성이 회복되는 단순한 촉매가 아니라는 것을 알았다.그래서 활성이 저하한 철-안티몬함유 산화물 촉매에 있어서 그 촉매구조가 본 촉매의 기본구조인 철-안티몬 산화물 화합물을 가지며 또 유리의 삼산화안티몬이 실질적으로 생성되지 않는 경우에 한하여 특정 조건하에서 소성하면 촉매활성이 회복되어 재생이 가능함을 알았다.The present inventors have studied variously to develop a more convenient regeneration method for an iron-antimony-containing oxide catalyst having reduced activity, and it is estimated that the degradation of the activity of the iron-antimony-containing oxide catalyst is mainly due to reduction degradation. However, it has been found that simply reoxidizing the deterioration catalyst is not a simple catalyst that recovers its activity. Thus, in an iron-antimony-containing oxide catalyst having reduced activity, the catalyst structure has an iron-antimony oxide compound, which is the basic structure of the catalyst, and It was found that when the antimony trioxide of the glass was not substantially produced, the catalytic activity was recovered and regenerated when calcined under specific conditions.

본 발명은 상기의 이러한 이론을 기초로 하여 완성된 것이다. 즉 본 발명에 의한 철-안티몬함유 산화물 촉매의 재생방법은 올레핀 산화방법, 암모산화반응, 산화적 탈수화반응에 의한 불포화, 알데히드, 불포화니트릴 또는 디올레핀의 제조시에 사용되어 활성이 저하된 (I)철, (II)안티몬, (III)바나듐, 몰리브덴, 텅스텐에서 선택된 적어도 하나의 원소 및 (IV) 텔르륨의 (I)-(IV)의 원소를 필수성분으로 하는 금속 산화물 촉매를 소성시켜 촉매활성을 재생시킬 때 상기 촉매가 사산화안티몬철 화합물의 결정구조를 갖고 유리의 삼산화 안티몬은 실질적으로 생성하지 않는 상기 촉매를, 600℃ 내지 950℃의 온도범위에서, 더욱이 촉매 제조시에 사용되는 최종 소성온도 근처 내지 이 이하의 온도에서 비환원적 대기하에 소성시킴을 특징으로 한 것이다.The present invention has been completed based on the above theory. In other words, the regeneration method of the iron-antimony-containing oxide catalyst according to the present invention is used in the production of unsaturated, aldehyde, unsaturated nitrile, or diolefin by olefin oxidation method, ammoxidation reaction, oxidative dehydration reaction, and reduced activity ( I) firing a metal oxide catalyst comprising at least one element selected from iron, (II) antimony, (III) vanadium, molybdenum and tungsten and (I)-(IV) elements of (IV) tellurium When regenerating the catalytic activity, the catalyst has a crystal structure of the antimony iron tetraoxide compound and does not substantially produce antimony trioxide of glass, which is used in the preparation of the catalyst in a temperature range of 600 ° C to 950 ° C. It is characterized by firing in a non-reducing atmosphere at temperatures below the final firing temperature.

본 발명의 대상인 철-안티몬 함유 산화물 촉매는 철, 안티몬 및 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐에서 선택된 적어도 하나의 원소 및 텔루륨을 필수성분으로 하지만 이외에도 여러가지 목적을 위해서 구리, 마그네슘, 아연, 란타늄, 세륨, 알미늄, 크롬, 망간, 코발트, 닉켈, 비스무스, 주석, 인, 붕소등에서 선택된 운소를 필요에 따라 또는 그 이상을 첨가시킨 촉매라도 좋다. 이러한 촉매는 철-안티몬 산화물 화합물(Fe, SbO4)을 이 촉매의 주요한 결정구조로 가지고 있다. 촉매의 조성범위는 대략 다음과 같은데 조성을 원자비로 표시하면 다음과 같다.The iron-antimony-containing oxide catalyst of the present invention contains at least one element selected from iron, antimony and vanadium, molybdenum, tungsten, and tellurium, but for various purposes, copper, magnesium, zinc, lanthanum, cerium, aluminum Or a catalyst in which a fluorine selected from chromium, manganese, cobalt, nickel, bismuth, tin, phosphorus and boron is added as necessary or more. This catalyst has an iron-antimony oxide compound (Fe, SbO 4 ) as the main crystal structure of this catalyst. The composition range of the catalyst is as follows. The composition is expressed as an atomic ratio as follows.

Fe10Sba Meb Tec Qb OeFe1 0 Sba Meb Tec Qb Oe

여기에서 Me는 바나듐, 몰리브덴 및 텅스텐에서 선택된 적어도 하나의 원소이고, Q는 구리, 마그네슘, 아연, 란타늄, 세슘, 알미늄, 크롬, 망간, 코발트, 닉켈, 비스무스, 주석, 인 및 붕소에서 선택된 적어도 하나의 원소이며 a는 5내지 60이고, b는 0.001 내지 10이고, c는 0.1 내지 10이고, d는 20이하이며 e는 상기 각성분이 결합하여 생성된 산화물에 상응하는 산소의 수를 나타낸다.Wherein Me is at least one element selected from vanadium, molybdenum and tungsten, and Q is at least one selected from copper, magnesium, zinc, lanthanum, cesium, aluminum, chromium, manganese, cobalt, nickel, bismuth, tin, phosphorus and boron And a is 5 to 60, b is 0.001 to 10, c is 0.1 to 10, d is 20 or less, and e represents the number of oxygen corresponding to the oxides formed by combining the respective components.

본 발명은 상기 철-안티몬함유 산화물 촉매가 반응사용중에 또는 어떤 조건에 의해 환원되어 활성이 저하된 경우 이 열화 촉매를 재생하는 것이나, 여하한 열화촉매라도 재생하여 얻을 수 없다. 본 발명에 있어서 재생이 가능한 촉매는 열화촉매중 그 촉매의 결정구조가 본 촉매의 기본 구조인 철-안티몬산화물 활합물(FeSbo4)을 보유하고, 또 유리의 삼산화안티몬(Sb2o3)의 생성이 되지 않는 것이라야 한다. 과소의 환원에 의해 촉매중의 철-안티몬 산화물 화합물의 구조가 파괴되거나 환원에 의해서 삼산화 안티몬이 생성되거나 하는 열화촉매는 재생이 불가능하다. 이는 촉매의 X선회절에 의해여 판정할 수 있다.The present invention regenerates the deterioration catalyst when the iron-antimony-containing oxide catalyst is reduced during the use of the reaction or under certain conditions to decrease the activity, but any deterioration catalyst cannot be recovered by regeneration. In the present invention, the regenerable catalyst is iron, the basic structure of the present catalyst crystal structure of the catalyst of the deteriorated catalyst of pictures of antimony oxide active compound (FeSbo 4), and also antimony trioxide in the glass (Sb 2 o 3) It should not be created. The deterioration catalyst in which the structure of the iron-antimony oxide compound in the catalyst is destroyed by the reduction of the under or the antimony trioxide is produced by the reduction is impossible to regenerate. This can be determined by X-ray diffraction of the catalyst.

본 발명에 의한 철-안티몬함유 산화물 촉매에 있어서 테르륨성분은 환원에 의해 손실되는 수가 있다. 이 손실의 비율, 속도등은 반응조건, 장치조건등에 좌우된다. 예를 들면 매우 심한 조건하에서 촉매를 사용할 경우, 조작 실수로 촉매를 환원시킨 경우등에 있어서는 촉매중 테르륨성분이 비교적 크게 손실된다. 촉매의 성능은 테르륨 함유량에 반드시 비레되는 것은 아니지만 상술한 바와 같이 활성의 저하가 일어나는 경우도 있다.In the iron-antimony-containing oxide catalyst according to the present invention, the terium component may be lost by reduction. The rate, speed, etc. of this loss depend on the reaction conditions, the equipment conditions, and the like. For example, when the catalyst is used under very severe conditions, the terium component in the catalyst is relatively largely lost when the catalyst is reduced by mistake. The performance of the catalyst is not necessarily proportional to the terium content, but the activity may be lowered as described above.

본 발명은 촉매중의 테트륨 성분의 함유량이 새로운 촉매에 비해 적은 경우나 또는 테르륨 함유율이 매우 넓은 범위에서도 재생이 가능하다. 이에 대한 정착한 이유는 명확하지는 않으나 촉매 재생시에 열화촉매중의 테르륨성분이 촉매중을 이동하는 가능성(촉매 표면에의 확산)에 기인되는 것으로 생각된다. 그러나 임계치 이상으로 테르륨이 감소된 촉매에 있어서는 더욱 재생은 불가능하게 되고 본 발명 방법으로 재생을 도모하여도 낮은 성능만을 줄뿐이다. 통상 이와 같은 경우는 재생되기 어려우나 열화축매의 테르륨 함유량이 새로운 촉매의 테르륨 함유량에 약 50%미만이 된 경우는 일반적으로 재생이 불가능하다. 본 발명 방법에 따라 촉매의 성능을 크게 회복시킬 수 있으나 새로운 촉매의 성능수준까지는 도저히 도달시킬 수는 없다. 또 재생시에 어떤 조건에 의해(환원, 과도의 소성등) 테르륨함유량이 새로운 촉매 함유량의 약 50% 미만이 된 촉매도 재생이 충분하게 되지는 않는다.The present invention can be regenerated even when the content of the titanium component in the catalyst is less than that of the new catalyst or in a very wide range of the terium content. The reason for the settlement is not clear, but it is thought to be due to the possibility that the terium component in the deterioration catalyst moves in the catalyst (diffusion to the surface of the catalyst) during catalyst regeneration. However, for catalysts with reduced terium above the threshold, further regeneration is not possible and only a low performance is achieved even with regeneration by the method of the present invention. Usually, such a case is difficult to regenerate. However, when the terium content of the deterioration catalyst becomes less than about 50% of the terium content of the new catalyst, regeneration is generally impossible. According to the method of the present invention, the performance of the catalyst can be greatly restored, but the performance level of the new catalyst can hardly be reached. In addition, catalysts whose terium content is less than about 50% of the new catalyst content by some conditions (reduction, excessive firing, etc.) at the time of regeneration are not sufficiently regenerated.

본 발명은 상기와 같은 측정된 열화촉매에 한하여 촉매를 소성하여 재생시키나 그때의 소성조건으로서는 600℃ 내지 900℃ 온도번위에서, 더욱이 이 촉매 제조시의 최종소성온도 근방 내지 이 이하의 온도에서 비환원적 대기하에 소성시키는 것이 필요하다. 열화된 촉매는 통상의 수단으로는 발견하기가 어렵고 어떻게 변화하고 있는가 명확치 않으나 대개 촉매표면의 활성점에 있어서의 구조변화를 초래하고 있는 것으로 생각된다. 어떠한 열화촉매라도 600℃이하의 온도에서는 재생이 불가능하나 어떤 경우에는 그와 같은 처리로서 반대로 완전산화 활성이 증대되는 경우가 있다. 결국 본 촉매의 구조회복 반응은 활성화에너지가 크고 온도효과가 막대함을 나타내고 있다. 또 950℃이상의 온도에서는 오히려 촉매의 성능이 악화된다. 이것은 단지 소결에 기인되는 활성점의 소멸을 원인으로 하는 반응속도의 저하가 아니고 선택율의 현저한 저하, 반응속도의 변동, 촉매강도의 저하등이 동시에 일어나 재생될 수 없게 된다. 또 본 발명에 의한 촉매는 그 제조시에 조성, 제법에 따라 변동되는 최적소성 조건에서 소성시킨다.In the present invention, the catalyst is calcined and regenerated only for the measured deterioration catalyst as described above, but at the temperature of 600 ° C. to 900 ° C. as the firing conditions at that time, and moreover, at a temperature near the final firing temperature at the time of preparing the catalyst, it is non-reducing. It is necessary to bake in the atmosphere. Deteriorated catalysts are difficult to find by conventional means and it is not clear how they are changing, but it is thought that they usually lead to structural changes in the active site of the catalyst surface. Any deterioration catalyst cannot be regenerated at a temperature below 600 ° C., but in some cases, complete oxidation activity may be increased as such treatment. As a result, the structure recovery reaction of this catalyst shows that the activation energy is large and the temperature effect is enormous. At temperatures above 950 ° C, catalyst performance deteriorates. This is not a decrease in the reaction rate which causes only the disappearance of the active site due to sintering, but a significant decrease in the selectivity, a change in the reaction rate, a decrease in the catalyst strength, and the like cannot be reproduced. In addition, the catalyst according to the present invention is calcined under optimum firing conditions that vary depending on the composition and the manufacturing method at the time of its production.

따라서 재생시의 온도, 시간 조건을 고려하여 행하지 않으면 안된다. 즉 제조시보다도 온화한 조건에서 행하여야 한다. 재생시의 온도는 이 촉매의 제조시 소성온도의 근방 내지는 그 이하의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 소성온도를 촉매제조시의 소성온도보다 높게 할 경우는 소성시간을 단축시키지 않으면 안된다. 온도와 시간과의 관계는 촉매에 따라 다소 차이가 있으며 엄밀하게 숫자상으로 표현하기는 곤란하다. 통상 재생온도는 촉매 제조시의 최종 소성온도를 기준으로 해서 그것보다 150℃ 내지 +20℃의 온도범위에서 선택하는 것이 좋다.Therefore, the temperature and time conditions at the time of regeneration must be taken into consideration. In other words, it should be carried out under milder conditions than during manufacture. The temperature at the time of regeneration is preferably carried out at a temperature near or below the firing temperature during the production of this catalyst. When the firing temperature is higher than the firing temperature at the time of catalyst production, the firing time must be shortened. The relationship between temperature and time is somewhat different depending on the catalyst, and it is difficult to express it numerically. Normally, the regeneration temperature is preferably selected in the temperature range of 150 ° C to + 20 ° C, based on the final firing temperature at the time of preparation of the catalyst.

단 상술한 바와 같이 저온으로는 600℃미만, 고온으로는 950℃까지이다. 또한 소성시간은 10분 내지 10시간 정도의 범위에서 적합하게 선택하는 것이 좋다.However, as mentioned above, it is less than 600 degreeC at low temperature, and it is up to 950 degreeC at high temperature. Moreover, it is good to select a baking time suitably in the range of 10 minutes-about 10 hours.

본 발명에 따른 촉매 소성시의 대기는 비환원 대기하에 행할 필요가 있다. 환원적 대기하에서는 열화가속화될 가능성이 있음은 말할 것도 없다. 여기에서 대기조건으로 산화적 대기가 필수적인것은 아니다. 실용상은 공기를 도입시키면서 행하는 것이 편리하다. 예를 들면, 질소, 헬리움, 탄산까스등의 존재하에 행할 수도 있다. 열화의 원인이 환원 열화로 추정됨에도 불구하고 불활성 가스중에서 소성온도 조건을 부여하면 성능이 회복된다는 것을 이해하기는 어렵다. 재생시의 반응은 촉매의 재산화라고 하기보다 오히려 촉매표면 구조의 재생이라고 할 수도 있다. 또한 열화에 의한 변화는 촉매의 표층에서만 일어나므로 재생전의 흡착산소가 기여하지 않는다고는 할수 없다.The atmosphere during catalyst firing according to the present invention needs to be performed under a non-reducing atmosphere. It goes without saying that there is a possibility of deterioration acceleration under a reducing atmosphere. The oxidative atmosphere is not essential here as atmospheric conditions. In practice, it is convenient to carry out while introducing air. For example, it may be carried out in the presence of nitrogen, helium, cutlet carbonate and the like. Although it is assumed that the cause of the deterioration is reduction deterioration, it is difficult to understand that the performance is restored by applying the firing temperature conditions in the inert gas. The reaction during regeneration may be referred to as regeneration of the catalyst surface structure rather than reoxidation of the catalyst. In addition, since the change due to deterioration occurs only in the surface layer of the catalyst, the adsorbed oxygen before regeneration does not necessarily contribute.

그러나 이 점은 명확한 것은 아니다. 또한 단지 촉매에 부착된 유기물을 제거하는 것이라면 이 경우와 같이 측정화된 조건이 필요하지는 않다. 비환원성 가스로서 몇가지 예를 들었으나 수증기를 사용할 수는 없다. 상기 비환원성 가스중에 다소 함유되는 정도는 허용될 수 있으나 그 양이 증가하고 특히 온도가 높은때는 촉매의 소결이 현저하게 촉진되어 촉매성능 회복은 어렵게 된다.But this is not clear. It is also not necessary to measure the conditions as in this case if only removing organic matter attached to the catalyst. Some examples are given for non-reducing gases, but steam cannot be used. Although somewhat contained in the non-reducing gas may be acceptable, the amount of the non-reducing gas is increased, especially when the temperature is high, the sintering of the catalyst is significantly promoted, and it is difficult to recover the catalytic performance.

본 발명에 있어서 촉매 소성을 위한 장치는 특히 한정되지는 않으며 촉매 제조시에 상용되는 정치로(靜値爐), 턴넬르, 회전로, 유동로를 사용할 수 있다. 단 로내의 온도분포를 행하여야 하며 문제는 실질온도이므로 이점을 충분히 고려해야 한다. 이점을 부주의하면 외견상 본 발명의 조건에 합치되더라도 그렇게 되지 않는 경우도 발생된다. 이와 같은 점에서 보면, 온도분포를 균일하게 갖기 쉽고 유동로를 사용하기에 편리한 유동촉매가 바람직하다.In the present invention, the apparatus for calcining the catalyst is not particularly limited, and stationary furnaces, turnnels, rotary furnaces, and flow furnaces commonly used in the production of catalysts can be used. The temperature distribution in the furnace must be carried out, and the problem is the real temperature, so this should be fully considered. Inadvertent advantages arise in some cases even if they seem to meet the conditions of the present invention. In view of this, a flow catalyst which is easy to have a uniform temperature distribution and which is convenient for using a flow path is preferable.

본 발명자는 이미 이 계통의 촉매를 포함한 일련의 촉매제조시에 유동소성로를 사용하는 것이 바람직하다는 것을 특공소 50-3750에 나타내었다. 본 발명에 따른 촉매재생법 실시에 필요함으로 이 방법을 채택할 수 있다. 이와 같이 하여 재생된 촉매는 활성면에서는 수율, 반응속도가 새로운 촉매와 동등한 정도로 회복되며 최적반응조건은 거의 변화하지 않는다.The present inventor has already shown in Special Office 50-3750 that it is preferable to use a fluid-fired furnace in the production of a series of catalysts containing this type of catalyst. This method can be adopted as required for carrying out the catalyst regeneration method according to the present invention. In this way, the regenerated catalyst recovers to the same extent as the new catalyst in yield and reaction rate on the active side, and the optimum reaction conditions hardly change.

또 촉매물성도 거의 변화하지 않으므로, 예를 들면 유동화성의 변화도 극히 적고 이 때문에 반응 성적에 역효과를 주지도 않는다. 따라서 새로운 촉매와 동일하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 이와 혼합하여 사용할 수도 있다. 재생된 촉매는 활성시험에 의한 성능의 회복이 우선되나 그 물성으로도 부분적으로 확인될 수도 있다.재생된 촉매의 비표면적은 사용하지 않은 촉매의 비표면적의 ±30%이내에 있다. 비표면적이 상기 범위를 초과할 시는 본 발명의 대상이 아닌 열화촉매 또는 재생조건이 부적절한 촉매가 된다.In addition, since the catalytic properties hardly change, for example, the change in fluidization properties is extremely small and therefore does not adversely affect the reaction performance. Therefore, not only can be used the same as the new catalyst, it can also be used in combination with it. Regenerated catalysts are prioritized for recovery of performance by activity tests but may also be partially identified by their physical properties. The specific surface area of the regenerated catalyst is within ± 30% of the specific surface area of the unused catalyst. When the specific surface area exceeds the above range, deterioration catalyst or regeneration condition which is not the object of the present invention becomes an inappropriate catalyst.

이와 같은 촉매는 본 발명에 의한 재생촉매에는 해당되지 않는다. 더욱 본 발명의 촉매 재생방법은 상기와 같이 규정된 열화촉매의 범위에 있을 경우 조작을 수회 반복하는 것이 가능하다.Such a catalyst does not correspond to the regeneration catalyst according to the present invention. Further, the catalyst regeneration method of the present invention can repeat the operation several times in the range of the deterioration catalyst defined above.

이상과 같이 본 발명에 의한 철, 안티몬 함유 산화물 촉매의 재생방법은 재생 가능한 촉매 및 재생조건 모두가 상당히 한정되어 있으나 공업적 실시가 충분히 가능하며 이 결과로 얻게되는 경제적 효과도 극히 크다. 이하 본 발명의 구성, 효과를 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 나타냈으나 본 발명은 이의 실시예만으로 한정된 것은 아니다.As described above, the method for regenerating the iron and antimony-containing oxide catalyst according to the present invention is very limited in both the reproducible catalyst and the regeneration conditions, but the industrial implementation is sufficiently possible, and the economic effect obtained as a result is extremely large. Hereinafter, the configuration and effects of the present invention are shown in detail by Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited only to these Examples.

[촉매 1][Catalyst 1]

실험식이 W025Te10Fe10Sb25O678(SiO2)30인 유동촉매를 다음과 같이 제조한다.A flow catalyst having an empirical formula of W 0 25 Te 1 0 Fe 10 Sb 25 O 67 8 (SiO 2 ) 30 was prepared as follows.

입경 100μ이하의 금속 안티몬 분말 1.95kg을 약 80℃로 가열한 비중 1.38의 질산 7.2ℓ에 서서히 가한다. 안티몬이 완전히 산화된것을 확인한 후 과잉의 질산을 제거한 다음 생성된 안티몬질산 산화물을 물 2ℓ로 5회 세척, 볼밀(Ball mill)에 옮겨서 3시간동안 분쇄한다(I).1.95 kg of metal antimony powder having a particle size of 100 μm or less is gradually added to 7.2 L of nitric acid having a specific gravity of 1.38 heated to about 80 ° C. After confirming that the antimony was completely oxidized, the excess nitric acid was removed, and the produced antimony nitrate oxide was washed 5 times with 2 liters of water, transferred to a ball mill and ground for 3 hours (I).

비중 1Specific gravity 1

1.38의 질산 3ℓ를 물 4ℓ과 혼합하고 약 80℃로 가온한다음 여기에 전해철분 0.385kg을 서서히 가한다. 철분을 완전히 용해시킨다(II).3 l of 1.38 nitric acid is mixed with 4 l of water, warmed to about 80 ° C., and 0.385 kg of electrolytic iron is slowly added thereto. Iron is completely dissolved (II).

텅스텐 산암모늄 41.8g을 물 1.5ℓ에 용해시킨다(III).41.8 g of ammonium tungstate are dissolved in 1.5 L of water (III).

텔루르산 147g을 물 1ℓ에 용해시킨다(IV). 이산화규소 30중량%를 함유하는 실리카졸 3.84kg을 평량한다(V).147 g of telluric acid are dissolved in 1 L of water (IV). 3.84 kg of silica sol containing 30% by weight of silicon dioxide is weighed out (V).

상기 (I), (II), (III), (IV), (V)를 혼합하고 충분히 교반해주면서 여기에 농도 15중량%인 암모니아수를 서서히 가하여 pH치를 2로 조정한다. 이와 같이 하여 수득한 슬러리를 충분히 교반해주면서 4시간 동안 100℃로 가열한 다음 이 슬러리를 상법에 따라 분무 건조한다. 얻어진 미세한 구상(球狀)입자를 200℃에서 4시간, 400℃에서 4시간, 830℃에서 4시간동안 소성한다.The above-mentioned (I), (II), (III), (IV) and (V) are mixed and thoroughly stirred, while slowly adding 15% by weight of ammonia water to adjust the pH value to 2. The slurry thus obtained is heated to 100 ° C. for 4 hours with sufficient stirring, and then the slurry is spray dried according to a conventional method. The obtained fine spherical particles are fired at 200 ° C. for 4 hours, at 400 ° C. for 4 hours, and at 830 ° C. for 4 hours.

X선 회절에 의하면 이 촉매의 결정구조는 제1도에 나타낸 바와 같이 유리의 삼산화안티몬은 생성되지 않고 사산화안티몬철이 주요성분으로 이루고 있음이 확인되었다.X-ray diffraction confirmed that the crystal structure of this catalyst had no antimony trioxide in the glass and antimony tetraoxide as the main component, as shown in FIG.

[촉매 2][Catalyst 2]

실험식 Cu05MO025Te01Fe10Sb25O68(SiO)60인 촉매를 다음과 같이 제조한다.Experimental Cu 0 5 MO 0 25 Te 0 1 Fe 10 Sb 25 O 68 (SiO) 60 A catalyst with 60 was prepared as follows.

삼산화안티몬 분말(20μ이하) 2.91kg을 평량한다(I).Weigh out 2.91 kg of antimony trioxide powder (20 µ or less) (I).

전해철분 0.447kg을 평량한 것을, 질산(비중 1.38)3.2ℓ을 물 2ℓ와 혼합하여 가운한 용액에 조금씩 가해시 용해시킨다(II).Weighing 0.447 kg of electrolytic iron powder, 3.2 l of nitric acid (specific gravity 1.38) was mixed with 2 l of water.

몰리브덴산 암모늄 35.3g을 평량한 다음 물 500ml을 용해시킨다. 다시 여기에 테르루산 184g을 용해한다(III).35.3 g of ammonium molybdate is weighed out and then 500 ml of water is dissolved. Again 184 g of terluic acid are dissolved therein (III).

실리카졸(이산화규소 30중량% 함유)9.91kg을 평량한다(IV).Weigh out 9.91 kg of silica sol (containing 30 wt% of silicon dioxide) (IV).

질산동 97g을 물 500ml에 용해시킨다(V). 상기 (I), (II), (III), (IV), (V)를 혼합하고 잘 교반한 다음 여기에 15% 암모니아수를 가하여 pH2로 조정한다. 이것을 잘 교반하여 100℃에서 4시간동안 가열한다. 이와 같이 하여 제조한 슬러리를 상법에 따라 분무 건조시킨다. 수득한 미세한 구성입자를 250℃에서 2시간, 400℃에서 2시간 각기 소성시킨 후 최후에 810℃에서 4시간 동안 유동소성로에서 소성시킨다.97 g of copper nitrate is dissolved in 500 ml of water (V). The above (I), (II), (III), (IV) and (V) are mixed and stirred well, and then adjusted to pH 2 by adding 15% ammonia water thereto. It is stirred well and heated at 100 ° C. for 4 hours. The slurry thus produced is spray dried according to a conventional method. The obtained fine constituent particles were calcined at 250 ° C. for 2 hours and 400 ° C. for 2 hours, respectively, and finally calcined at 810 ° C. for 4 hours in a fluid fired furnace.

[촉매 3][Catalyst 3]

실험식이 W05Te10CO30Fe10Sb10O72(SiO2)60인 촉매를 2와 같은 방법으로 제조한다. 단 모리브덴산 암모늄 대신에 텅스텐 암모늄을, 질산동 대신에 질산 코발트를 사용한다. 최종소성은 유동소성로에서 810℃로 3시간동안 행한다.A catalyst having an empirical formula of W 0 5 Te 1 0 CO 3 0 Fe 10 Sb 10 O 72 (SiO 2 ) 60 was prepared in the same manner as in Example 2. However, tungsten ammonium is used instead of ammonium molybdate and cobalt nitrate is used instead of copper nitrate. The final firing is carried out at 810 ° C. for 3 hours in a fluid fired furnace.

[촉매 4][Catalyst 4]

실험식이 V01,MO05W03Te23Cu3Fe10Sb20O6525(SiO2)100인 촉매를 촉매 2와 같은 방법으로 제조한다. 단 바나듐 성분 원료로서는 메타바나듐산 암모늄을, 텅스텐 성분 원료로서는 텅스텐산 암모늄을 사용한다. 최성 소성은 유동소성로에서 770℃로 5시간동안 행한다.A catalyst having an empirical formula of V 0 1 , MO 0 5 W 0 3 Te 2 3 Cu 3 Fe 10 Sb 20 O 65 25 (SiO 2 ) 100 was prepared in the same manner as in Catalyst 2. However, ammonium metavanadate is used as a vanadium component raw material, and ammonium tungstate is used as a tungsten component raw material. The best firing is carried out for 5 hours at 770 ° C. in a fluid fired furnace.

[촉매 5][Catalyst 5]

실험식이 Mo03W05Te20Mg4Fe10Sb25O724(SiO2)50인 촉매를 촉매 1과 같은 방법으로 제조한다. 단 몰리브덴 성분원료로서는 몰리브덴산 암모늄을, 마그네슘 성분원료로서는 질산마그네슘을 사용한다. 최종소성은 유동소성로에서 760℃로 5시간동안 행한다.A catalyst having an empirical formula of Mo 0 3 W 0 5 Te 2 0 Mg 4 Fe 10 Sb 25 O 72 4 (SiO 2 ) 50 was prepared in the same manner as in Catalyst 1. However, ammonium molybdate is used as a molybdenum component raw material, and magnesium nitrate is used as a magnesium raw material. The final firing is carried out for 5 hours at 760 DEG C in a fluid fired furnace.

X선 회절에 의하면 촉매 2 내지 촉매 5의 촉매는 강도의 차는 있으나 모두 촉매 1과 같이 사산화안티몬철이 주요한 결정구조를 이루고 있으며 유리의 삼산화안티몬이 확인되지 않았다.According to the X-ray diffraction, the catalysts of the catalysts 2 to 5 had a difference in strength, but all of them had a major crystal structure, such as the catalyst 1, and no antimony trioxide of glass was identified.

이러한 촉매를 사용하여 이하의 실시예 및 비교예의 실험을 행하였다.Using this catalyst, the experiment of the following Example and the comparative example was done.

촉매의 활성시험 조건은 하기와 같다.The activity test conditions of the catalyst are as follows.

[활성시험조건][Activity test condition]

촉매유동부의 내경이 약 55mm이고 접촉효율을 향상시키기 위하여 내부에 방해판을 설치한 유동상반응기에 촉매를 충진한다. 이 반응기중에 다음과 같은 조성을 가진 가스를 겉보기 가스선 속도가 15cm/sec되도록 도입한다.The catalyst is filled in a fluidized bed reactor having an inner diameter of about 55 mm and a blocker installed therein to improve contact efficiency. In this reactor, a gas having the following composition is introduced so that the apparent gas line velocity is 15 cm / sec.

O2(공기로서 공급)/프로필렌=2.2(몰비)O 2 (feed as air) /propylene=2.2 (molar ratio)

NH3/프로필렌=1.15(몰비)NH 3 /propylene=1.15 (molar ratio)

단, 겉보기 접촉시간은 다음과 같이 정의한다.However, the apparent contact time is defined as follows.

겉보기 접촉시간(Q) (Sec)=

Figure kpo00001
Apparent contact time (Q) (Sec) =
Figure kpo00001

*1 : 촉매의 부피 밀도기준 * 1: based on bulk density of catalyst

[실시예 1]Example 1

촉매 1을 사용하여 상기 조건하에 활성시험을 행한다. 시험중에 산소/프로필렌 몰비를 더욱 저하시킬 경우 출구의 건(乾)가스(N2+ CO2+CO + 프로필렌 + O2)중의 산소농도는 0으로 된다. 이 상태로 약 30분동안 반응을 유지시킨 후 최초의 시험조건으로 환원시킨다. 시험초기에는 아크릴로니트릴 수율이 80%이었으나 이와 같은 환원조건하의 반응으로 활성이 저하해서 수율이 76%로 낮아진다. 이 촉매를 반응기로부터 꺼내본 결과 시험전의 촉매에 비해 색조가 검은색이었다. 그러나 X선회절에 의하면 제2도에 나타낸바와 같이 촉매의 결정구조는 주로 사산화 안티몬철이며 유리의 삼산화안티몬의 발생은 볼 수 없었다. 색조가 검은색이었다. 그러나 X선회전에 의하면 제2도에 나타낸바와 같이 촉매의 결정구조는 주로 사산화안티몬 철이며 유리의 삼산화안티몬의 발생은 볼 수 없었다.The activity test is carried out using the catalyst 1 under the above conditions. If the oxygen / propylene molar ratio is further reduced during the test, the oxygen concentration in the dry gas (N 2 + CO 2 + CO + propylene + O 2 ) at the outlet is zero. The reaction is held in this state for about 30 minutes and then reduced to the original test conditions. At the beginning of the test, the acrylonitrile yield was 80%, but the activity was reduced by the reaction under such reducing conditions, and the yield was lowered to 76%. When the catalyst was taken out from the reactor, the color tone was black compared to the catalyst before the test. However, X-ray diffraction showed that the crystal structure of the catalyst was mainly antimony tetraoxide, and the generation of antimony trioxide was not observed. The color was black. However, according to the X-ray rotation, as shown in FIG. 2, the crystal structure of the catalyst was mainly antimony tetraoxide, and no generation of antimony trioxide in glass was observed.

이 열화촉매는 텐넬로에서 공기존재하에 320℃로 4시간동안 소성해서 재생시킨다.The deterioration catalyst is calcined and regenerated for 4 hours at 320 ° C. in the presence of air in Tennelo.

[실시예 2]Example 2

촉매 2를 사용하여 상기 조건하에 활성시험을 행한다. 상기와 동일한 반응장치를 하지만 여기에서는 내부의 방해판을 떼어내고, 겉보기가스석 속도를 5cm/sec로 해서 약 750시간동안 시험을 행한다. 이 동안에 아크릴로니트릴의 선택율이 서서히 저하해서 출구의 건가스중의 산소농도는 0.2 내지 1.5%로 되는데 반응을 이상태로 지속시킨다. 장시간 시험을 마친 후 촉매의 활성시험을 상기와 같은 활성시험 조건하에 행한다. 결과는 제1표에 나타낸 바와 같이 아크릴로니트릴의 수율이 시험초기에는 77%이었으나 4% 정도가 저하된 73%이었다. 그러나 X선회절에 의하면 촉매의 주요 결정구조는 사산화안티몬 철이고 유리의 삼산화안티몬의 발생은 없었다.The activity test is carried out using the catalyst 2 under the above conditions. The same reactor as above is used, but here the internal blockage plate is removed and the test is carried out for about 750 hours with an apparent gas stone velocity of 5 cm / sec. During this time, the selectivity of acrylonitrile gradually decreases, and the oxygen concentration in the dry gas at the outlet becomes 0.2 to 1.5%, but the reaction is continued in this state. After a long time test, the catalyst activity test is carried out under the conditions of the above activity test. The results showed that the yield of acrylonitrile was 77% at the beginning of the test as shown in Table 1, but it was 73% with a decrease of about 4%. However, X-ray diffraction showed that the main crystal structure of the catalyst was antimony tetraoxide and no antimony trioxide was generated.

이 열화촉매를 내경 4인치의 외열형 유동로에 넣고 공기 존재하에 800℃에서 2시간동안 소성하여 재생시킨다.This deterioration catalyst was put into an external heat-type flow path having an inner diameter of 4 inches and calcined and regenerated for 2 hours at 800 ° C in the presence of air.

[실시예 3]Example 3

촉매 3을 이용하여 내경 8인치의 유동반응기에 촉매를 충진하고 하기조건하에서 장시간 반응을 시킨다. 반응시간은 1820시간이다.Catalyst 3 was used to charge the catalyst in a flow reactor having an internal diameter of 8 inches and to react for a long time under the following conditions. The reaction time is 1820 hours.

공기/프로필렌=10.0(몰/몰) 가스선 속도=18(cm/sec)Air / Propylene = 10.0 (mol / mol) Gas Line Speed = 18 (cm / sec)

암모니아/프로필렌=1.1(몰/몰) 반응온도=460(℃)Ammonia / propylene = 1.1 (mol / mol) Reaction temperature = 460 (℃)

반응압력=0.5(kg/㎠ G) 겉보기접촉시간=8(sec)Reaction pressure = 0.5 (kg / ㎠ G) Apparent contact time = 8 (sec)

사용하지 않은 촉매, 장시간 반응에 사용한 촉매를 각각 상기와 같이 활성시험을 행한 바 장시간 반응에 사용된 촉매는 아크릴로 니트릴 수율이 2% 저하되었다. 그러나 X선 회절에 의하면 이 열화촉매의 주요 결정구조는 사산화안티몬철이고 유리의 삼산화안티몬 발생은 없었다. 이 열화촉매를 2kg씩 취하여 실시예 2에서 사용한것과 같은 유동로를 사용하여 각각 다음과 같은 조건하에 재생시킨다.When the unused catalyst and the catalyst used for the long time reaction were each tested as described above, the yield of acrylonitrile decreased by 2% for the catalyst used for the long time reaction. However, X-ray diffraction showed that the main crystal structure of the deterioration catalyst was antimony tetraoxide and no antimony trioxide was generated in the glass. 2 kg of this deterioration catalyst was taken and regenerated under the following conditions using the same flow path as used in Example 2, respectively.

(1) 790℃ 6시간 (3) 810℃ 1시간(1) 790 ° C 6 hours (3) 810 ° C 1 hour

(2) 800℃ 4시간(2) 800 ℃ 4 hours

[실시예 4]Example 4

촉매 4를 사용하여 상기 조건하에 활성시험을 행한다. 활성시험중 콤프렛샤의 고장때문에 공기 유입양이 약 70%로 감소되었다. 이 때문에 정규의 반응조건으로 환원시켰으나 아크릴로니트릴의 수율은 3%가 저하되었다. 그러나 X선 회절에 의하면 이 열화촉매의 주요 결정 구조는 사산화안티몬철이고 유리의 삼산화안티몬의 발생은 없었다. 이 열화촉매를 실시예 2에서 사용한 것과 같은 유동로를 사용하는데 여기서는 공기 대신에 질소 가스를 도입시키며, 770℃에서 2시간동안 소성하여 재생시킨다.The activity test is carried out using the catalyst 4 under the above conditions. Due to the failure of the compressor during the activity test, the air inflow was reduced to about 70%. For this reason, although reduced to normal reaction conditions, the yield of acrylonitrile fell 3%. However, X-ray diffraction showed that the main crystal structure of the deterioration catalyst was antimony tetraoxide, and no antimony trioxide was produced. This deterioration catalyst uses the same flow furnace as used in Example 2, in which nitrogen gas is introduced instead of air, and calcined and regenerated at 770 ° C. for 2 hours.

[실시예 5]Example 5

촉매 5를 사용하여 상기 조건하에 활성시험을 행한다. 반응계내에 이소부틸렌을 동시에 도입하고 반응을 계속하여 유지시킨다. 아크릴로니트릴의 수율이 서서히 저하되기 때문에 이소부틸렌의 도입을 중단하고 초기의 반응조건으로 환원시키는데 아크릴로니트릴의 수율은 2%가 저하된다. 그러나 X선 회절에 의하면 이 열화촉매의 주요 결정구조는 사산화안티몬철이며 유리의 삼산화안티몬의 발생은 없었다. 이 촉매를 반응기로부터 꺼내어 실시예 2에서 사용한 것과 같은 유동로를 사용해서 공기존재하에 750℃에서 4시간동안 소성하여 재생시킨다.The activity test is carried out using the catalyst 5 under the above conditions. Isobutylene is introduced simultaneously into the reaction system and the reaction is continued to be maintained. Since the yield of acrylonitrile decreases gradually, the introduction of isobutylene is stopped and reduced to the initial reaction conditions. However, the yield of acrylonitrile decreases by 2%. However, X-ray diffraction showed that the main crystal structure of this deterioration catalyst was antimony tetraoxide, and no antimony trioxide was produced. The catalyst was removed from the reactor and regenerated by firing at 750 ° C. for 4 hours in the presence of air using the same flow path as used in Example 2.

[비교예 1]Comparative Example 1

촉매 1 약 2kg을 취하여 프로필렌 유입하에 회전로중에서 서서히 온도를 올린 후 450℃로 30분간 유지시킨다. 반응로에서 꺼낸 촉매는 흑색이고 촉매 표면에 흙색이 미세한 결정이 부착된다. X선 회절에 의하면 유리의 삼산화안티몬의 생성이 확인된다 (제3도).About 2 kg of catalyst 1 is taken and gradually raised in a rotary furnace under propylene inlet and maintained at 450 ° C. for 30 minutes. The catalyst taken out from the reactor is black and fine earth crystals are attached to the surface of the catalyst. X-ray diffraction confirmed the production of antimony trioxide in the glass (FIG. 3).

이 열화촉매를 실시예 1과 같이 턴넬로에 넣고 공기중에서 820℃로 4시간동안 소성시킨다. 그러나 활성은 회복되지 않는다. 재생처리를 한 촉매의 X선 회절결과는 사용하지 않은 촉매와 차이가 있었다.This deterioration catalyst was put in a tunnel furnace as in Example 1 and calcined at 820 ° C. for 4 hours in air. However, activity is not restored. X-ray diffraction results of the regenerated catalyst were different from those of the unused catalyst.

[비교예 2]Comparative Example 2

촉매 2를 사용하여 상기 조건하에 활성시험을 행한다. 단 여기에서는 불연속적으로 공기를 유입하는 조작을 약 50시간동안 수회 반복한다. 이 결과 정규의 반응조건으로 환원시켜도 아크릴로니트릴의 수율은 겨우 32%에 불과하며 활성이 크게 열화되었음을 알 수 있다. 이 열화촉매를 실시예 2와 같이 유동로에서 공기 유입하에 800℃로 2시간 소성시킨다. 그러나 활성은 만족할만큼 회복되지 않는다. 조성분석을 한 결과 텔르륨 함량은 사용하지 않은 촉매의 46%까지 감소된다.The activity test is carried out using the catalyst 2 under the above conditions. Here, the operation of discontinuously introducing air is repeated several times for about 50 hours. As a result, even under reduced reaction conditions, the yield of acrylonitrile was only 32%, indicating that the activity was greatly deteriorated. This deterioration catalyst was calcined at 800 ° C. for 2 hours under inflow of air from the flow furnace as in Example 2. But activity does not recover satisfactorily. Compositional analysis shows that the tellurium content is reduced to 46% of the unused catalyst.

[비교예 3]Comparative Example 3

실시예 3에서 생성된 열화촉매를 실시예 3과 같은 조건하에서 재생처리를 한다. 단 소성은 500℃에서 5시간 행한다.The deterioration catalyst produced in Example 3 is subjected to regeneration treatment under the same conditions as in Example 3. However, baking is performed at 500 degreeC for 5 hours.

[비교예 4][Comparative Example 4]

실시예 3에서 생성된 열화촉매를 실시예 3과 같은 조건하에서 재생처리를 한다. 단 소성은 1000℃에서 1시간 행한다.The deterioration catalyst produced in Example 3 is subjected to regeneration treatment under the same conditions as in Example 3. However, firing is performed at 1000 ° C. for 1 hour.

[비교예 5][Comparative Example 5]

실시예 3에서 생성된 열화촉매를 회전로에서 800℃로 4시간 소성시킨다. 소성후의 촉매는 실질적으로 소성이 과도하게 되었으며 색조는 실시예 3의 조건(2)의 촉매에 비해 더 흰색이었다. 비표면적을 측정한 결과 사용하지 않은 촉매의 67%로 저하된다. 즉 이 재생처리를 한 촉매는 사용하지 않은 촉매의 비교면적보다 30%이상 적었다.The deterioration catalyst produced in Example 3 was calcined at 800 ° C. for 4 hours in a rotary furnace. The catalyst after firing was substantially excessively calcined and the color tone was whiter than that of the catalyst of the condition (2) of Example 3. The specific surface area is measured and is reduced to 67% of the unused catalyst. In other words, this regenerated catalyst was 30% less than the comparative area of the unused catalyst.

이상 각 실시예, 비교예에 있어서의 촉매의 활성시험 결과를 제1표에 기록하였다.The results of the activity test of the catalysts in the above Examples and Comparative Examples were recorded in the first table.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00002
Figure kpo00002

Claims (1)

올레핀의 산화반응, 암모산화반응 또는 산화적 탈수소반응에 의한 불포화알데이드, 불포화니트릴 또는 디올레핀 제조시에 사용되고 활성이 저하된 (I)철, (II)안티몬,(III)바나듐, 몰리브덴, 텅스텐에서 선택된 적어도 하나의 원소 및 (IV) 텔르륨의 (I)-(IV)의 원소를 필수성분으로 함유하는 금속 산화물 촉매를 소성시켜 촉매활성을 재생시킬 때 상기 촉매가 사산화안티몬철 화합물의 결정구조를 갖고 유리의 삼산화 안티몬은 실질적으로 생성하지 않는 상기 촉매를, 600℃ 내지 950℃의 온도범위에서, 더욱이 촉매 제조시에 사용되는 최종 소성온도 근처 내지 이 이하의 온도에서 비환원적 대기하에 소성시킴을 특징으로 하는 철-안티몬함유 산화물 촉매의 재생방법.(I) iron, (II) antimony, (III) vanadium, molybdenum, tungsten, used in the preparation of unsaturated aldehydes, unsaturated nitriles or diolefins by oxidation, ammoxidation or oxidative dehydrogenation of olefins Determination of the antimony iron oxide compound when regenerating catalytic activity by calcining a metal oxide catalyst containing at least one element selected from and (I)-(IV) elements of (IV) tellurium as essential components The catalyst, having a structure and substantially free of antimony trioxide in the glass, is fired in a non-reducing atmosphere at a temperature in the range of 600 ° C. to 950 ° C., at temperatures near to or below the final firing temperature used in the preparation of the catalyst. Regeneration method of the iron-antimony-containing oxide catalyst, characterized in that.
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