RU2801149C2 - Catalyst, method for obtaining catalyst and method for producing unsaturated carboxylic acid and/or unsaturated carboxylic acid ether - Google Patents

Catalyst, method for obtaining catalyst and method for producing unsaturated carboxylic acid and/or unsaturated carboxylic acid ether Download PDF

Info

Publication number
RU2801149C2
RU2801149C2 RU2021129523A RU2021129523A RU2801149C2 RU 2801149 C2 RU2801149 C2 RU 2801149C2 RU 2021129523 A RU2021129523 A RU 2021129523A RU 2021129523 A RU2021129523 A RU 2021129523A RU 2801149 C2 RU2801149 C2 RU 2801149C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
carboxylic acid
metal element
unsaturated carboxylic
less
Prior art date
Application number
RU2021129523A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021129523A (en
Inventor
Тосио ХАСЕГАВА
Норимити КАВАБЕ
Акио ХАЯСИ
Ватару НИНОМИЯ
Масая ФУДЗИСУЕ
Original Assignee
Мицубиси Кемикал Корпорейшн
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 Мицубиси Кемикал Корпорейшн filed Critical Мицубиси Кемикал Корпорейшн
Publication of RU2021129523A publication Critical patent/RU2021129523A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2801149C2 publication Critical patent/RU2801149C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemical industry.
SUBSTANCE: invention relates to a method for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an ester of an unsaturated carboxylic acid by reacting a carboxylic acid and/or an ester of a carboxylic acid with formaldehyde in the presence of a catalyst, wherein the catalyst contains: (i) a compound containing at least one first metallic element selected from boron, magnesium, zirconium and hafnium, and (ii) an alkali metal element, where the compound and the alkali metal element are applied to a carrier containing silanol groups, the average particle size of the compound of the first metal element is 0.4 nm or more and 50 nm or less, the catalyst satisfies the following formula (1):
,
in which X is the molar ratio of the alkali metal element to at least one first metal element in the catalyst, Y is the BET specific surface area of the catalyst (m2/g) and Z is the number of silanol groups per unit area (amount/nm2).
EFFECT: invention provides a process for producing a carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid with high selectivity.
8 cl, 1 tbl, 49 ex

Description

Область техникиTechnical field

[0001][0001]

Настоящее изобретение относится к катализатору, способу получения катализатора и способу получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты.The present invention relates to a catalyst, a method for producing a catalyst, and a method for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an ester of an unsaturated carboxylic acid.

Уровень техникиState of the art

[0002][0002]

Метилметакрилат применяют во множестве приложений. Что касается метилметакрилата, было изучено большое количество способов получения, таких как способ ACH и способ прямого окисления с использованием исходного соединения C4, но в последние годы привлек внимание способ получения, называемый альфа-технологией.Methyl methacrylate is used in a variety of applications. With regard to methyl methacrylate, a large number of production methods have been studied, such as the ACH method and the direct oxidation method using the starting compound C4, but in recent years, a production method called alpha technology has attracted attention.

В общем, альфа-технология представляет собой способ получения метилметакрилата путем получения метилпропионата с использованием этилена в качестве исходного сырья, в качестве предстадийной реакции и проведения реакции альдольной конденсации метилпропионата в качестве постстадийной реакции, и были изучены различные катализаторы, в частности, для того, ,ч тобы улучшить селективность и выход метилметакрилата в постстадийной реакции.In general, alpha technology is a method for producing methyl methacrylate by producing methyl propionate using ethylene as a feedstock, as a pre-stage reaction, and carrying out an aldol condensation reaction of methyl propionate as a post-stage reaction, and various catalysts have been studied, in particular, in order to in order to improve the selectivity and yield of methyl methacrylate in the post-step reaction.

[0003][0003]

Например, патентный документ 1 предлагает применение катализатора, содержащего пористый диоксид кремния с большой площадью поверхности, содержащий от 1 до 10% по массе щелочного металла и содержащий определенное количество соединения, по меньшей мере, одного элемента-модификатора, выбранного из бора, магния, алюминия, циркония и гафния, в качестве катализатора постстадийной реакции в альфа-технологии.For example, Patent Document 1 proposes the use of a catalyst containing a high surface area porous silica containing 1 to 10% by mass of an alkali metal and containing a certain amount of a compound of at least one modifier element selected from boron, magnesium, aluminum , zirconium and hafnium, as a post-stage reaction catalyst in alpha technology.

Документы предшествующего уровня техникиPrior Art Documents

Патентный документpatent document

[0004][0004]

Патентный документ 1:JP2002-511336Patent Document 1:JP2002-511336

Сущность настоящего изобретенияThe essence of the present invention

Проблемы, которые будет решать настоящее изобретениеProblems to be solved by the present invention

[0005][0005]

Чтобы получить метилметакрилат, который является целевым соединением, в данном промышленном способе с высокой производительностью, желательно получить целевой продукт с высокой селективностью и высоким выходом.In order to obtain methyl methacrylate, which is a target compound, in this industrial process with high productivity, it is desirable to obtain a target product with high selectivity and high yield.

Однако было обнаружено, что даже при применении катализатора, описанного в патентном документе 1, существует вероятность того, что селективность по метилметакрилату является недостаточной.However, it has been found that even when using the catalyst described in Patent Document 1, there is a possibility that the selectivity to methyl methacrylate is insufficient.

Способы решения проблемWays to solve problems

[0006][0006]

Ввиду вышеуказанных обстоятельств было сделано настоящее изобретение, и авторы настоящего изобретения обнаружили, что указанную выше проблему можно решить применением конкретного катализатора, и они выполнили настоящее изобретение.In view of the above circumstances, the present invention has been made, and the present inventors have found that the above problem can be solved by using a specific catalyst, and they have completed the present invention.

[0007][0007]

То есть, сущность изобретения заключается в следующем.That is, the essence of the invention is as follows.

[1] Катализатор, содержащий:[1] A catalyst comprising:

(i) соединение, содержащее, по меньшей мере, один первый металлический элемент, выбранный из бора, магния, циркония и гафния, и (i) a compound containing at least one first metallic element selected from boron, magnesium, zirconium and hafnium, and

(ii) элемент - щелочной металл, (ii) the element is an alkali metal,

где соединение и элемент - щелочной металл наносят на носитель, содержащий силанольные группы,where the compound and the alkali metal element are applied to a carrier containing silanol groups,

средний размер частиц соединения первого металлического элемента составляет 0,4 нм или больше и 50 нм или меньше,the average particle size of the compound of the first metal element is 0.4 nm or more and 50 nm or less,

катализатор удовлетворяет следующей формуле (1):the catalyst satisfies the following formula (1):

0,90×10-21 (г/количество) ≦ X/(Y×Z) < 10,8×10-21 (г/количество), формула (1),0.90×10 -21 (g/amount) ≦ X/(Y×Z) < 10.8×10 -21 (g/amount), formula (1),

в которой X представляет собой молярное отношение элемента - щелочного металла, по меньшей мере, к одному первому металлическому элементу в катализаторе, Y представляет собой удельную площадь по BET поверхности катализатора (м2/г), и Z представляет собой количество силанольных групп на единицу площади (количество/нм2).in which X is the molar ratio of the alkali metal element to at least one first metal element in the catalyst, Y is the BET specific area of the catalyst surface (m 2 /g), and Z is the number of silanol groups per unit area (amount/nm 2 ).

[2] Катализатор по [1], где молярное отношение X элемента - щелочного металла к первому металлическому элементу составляет 1,3 или больше и 6,0 или меньше. [2] The catalyst according to [1], wherein the molar ratio of X of the alkali metal element to the first metal element is 1.3 or more and 6.0 or less.

[3] Катализатор по [1] или [2], где элемент - щелочной металл включает цезий.[3] The catalyst according to [1] or [2], wherein the alkali metal element includes cesium.

[4] Катализатор по любому из [1]-[3], где первый металлический элемент включает цирконий.[4] The catalyst according to any one of [1] to [3], wherein the first metal element comprises zirconium.

[5] Катализатор по любому из [1]-[4], который представляет собой катализатор для получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты.[5] The catalyst according to any one of [1] to [4], which is a catalyst for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid ester.

[6] Способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты реакцией карбоновой кислоты и/или эфира карбоновой кислоты с формальдегидом в присутствии катализатора по любому из [1]-[5].[6] A method for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid ester by reacting a carboxylic acid and/or a carboxylic acid ester with formaldehyde in the presence of a catalyst according to any one of [1] to [5].

[7] Способ получения катализатора, содержащего (i) соединение, содержащее, по меньшей мере, один первый металлический элемент, выбранный из бора, магния, циркония и гафния, и (ii) элемент - щелочной металл, причем соединение и элемент - щелочной металл нанесены на носителе, причем способ включает[7] A method for producing a catalyst containing (i) a compound containing at least one first metal element selected from boron, magnesium, zirconium, and hafnium, and (ii) an alkali metal element, wherein the compound and the element are alkali metal applied to a carrier, the method comprising

импрегнирование носителя раствором или дисперсией, содержащей неорганическую соль первого металлического элемента, с получением первого твердого остатка, и impregnating the carrier with a solution or dispersion containing an inorganic salt of the first metallic element to form a first solid residue, and

импрегнирование первого твердого остатка раствором или дисперсией, содержащей соль щелочного металла, с получением второго твердого остатка.impregnation of the first solid residue with a solution or dispersion containing an alkali metal salt to obtain a second solid residue.

где средний размер частиц соединения первого металлического элемента составляет 0,4 нм или больше и 50 нм или меньше, иwhere the average particle size of the compound of the first metal element is 0.4 nm or more and 50 nm or less, and

катализатор удовлетворяет следующей формуле (2):the catalyst satisfies the following formula (2):

1,5×10-21 (г/количество) ≦ X'/(Y'×Z') ≦ 17,0×10-21 (г/количество), формула (2),1.5×10 -21 (g/amount) ≦ X'/(Y'×Z') ≦ 17.0×10 -21 (g/amount), formula (2),

в которой X’ представляет собой молярное отношение элемента - щелочного металла, по меньшей мере, к одному первому металлическому элементу в катализаторе, Y’ представляет собой BET удельную площадь поверхности катализатора (м2/г), и Z’ представляет собой количество силанольных групп на единицу площади (количество/нм2).in which X' is the molar ratio of the alkali metal element to at least one first metal element in the catalyst, Y' is the BET specific surface area of the catalyst (m 2 /g), and Z' is the number of silanol groups per unit area (amount/nm 2 ).

[8] Способ по [7], где растворитель раствора или дисперсии, содержащей неорганическую соль первого металлического элемента, содержит спирт.[8] The method of [7], wherein the solvent of the solution or dispersion containing the inorganic salt of the first metal element contains an alcohol.

[9] Способ по [7] или [8], где первый металлический элемент представляет собой цирконий.[9] The method of [7] or [8], wherein the first metal element is zirconium.

[10] Способ по любому из [7]-[9], где элемент - щелочной металл представляет собой цезий.[10] The method according to any one of [7] to [9], wherein the alkali metal element is cesium.

Эффект настоящего изобретенияEffect of the present invention

[0008][0008]

Согласно настоящему изобретению можно получить катализатор, способный производить ненасыщенную карбоновую кислоту и/или эфир ненасыщенной карбоновой кислоты с высокой селективностью в реакции карбоновой кислоты и/или эфира карбоновой кислоты и формальдегида, и способ получения катализатора.According to the present invention, it is possible to provide a catalyst capable of producing an unsaturated carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid ester with high selectivity in the reaction of a carboxylic acid and/or a carboxylic acid ester and formaldehyde, and a method for producing the catalyst.

Кроме того, можно обеспечить способ получения карбоновой кислоты и/или ненасыщенной карбоновой кислоты с высокой селективностью.In addition, a process for producing a carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid with high selectivity can be provided.

Подробное описание настоящего изобретенияDetailed description of the present invention

[0009][0009]

Далее в качестве варианта осуществления настоящего изобретения будет описан способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты реакцией альдольной конденсации карбоновой кислоты и/или эфира карбоновой кислоты и формальдегида в присутствии катализатора.Further, as an embodiment of the present invention, a method for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an ester of an unsaturated carboxylic acid by an aldol condensation reaction of a carboxylic acid and/or a carboxylic acid ester and formaldehyde in the presence of a catalyst will be described.

[0010][0010]

<Катализатор><Catalyst>

Катализатор согласно настоящему варианту осуществления имеет конфигурацию, в которой, по меньшей мере, один первый металлический элемент, выбранный из бора, магния, циркония и гафния, и элемент - щелочной металл наносят на носитель, содержащий силанольные группы, и средний размер частиц соединения, содержащего первый металлический элемент, составляет 0,4 нм или больше и 50 нм или меньше, и когда молярное отношение элемента - щелочного металла к первому металлическому элементу составляет X, удельная площадь поверхности по BET (м2/г) катализатора составляет Y, и количество силанольных групп на единицу площади (количество/нм2) катализатора составляет Z, удовлетворяется следующая формула (1).The catalyst according to the present embodiment has a configuration in which at least one first metal element selected from boron, magnesium, zirconium and hafnium and an alkali metal element are supported on a support containing silanol groups, and the average particle size of the compound containing the first metal element is 0.4 nm or more and 50 nm or less, and when the molar ratio of the alkali metal element to the first metal element is X, the BET specific surface area (m 2 /g) of the catalyst is Y, and the amount of silanol groups per unit area (amount/nm 2 ) of the catalyst is Z, the following formula (1) is satisfied.

[0011][0011]

0,90×10-21 (г/количество) ≦ X/(Y×Z) < 10,8×10-21 (г/количество), формула (1)0.90×10 -21 (g/amount) ≦ X/(Y×Z) < 10.8×10 -21 (g/amount), formula (1)

[0012][0012]

Молярное количество элемента - щелочного металла, применяемое в формуле (1), должно обозначать молярное количество всех элементов щелочных металлов, содержащихся в катализаторе.The molar amount of the alkali metal element used in formula (1) shall mean the molar amount of all alkali metal elements contained in the catalyst.

Другими словами, когда применяют 2 или более видов элементов щелочных металлов, предполагается, что это обозначает суммарное количество молей 2 или более видов элементов щелочных металлов.In other words, when 2 or more kinds of alkali metal elements are used, it is assumed to mean the total number of moles of 2 or more kinds of alkali metal elements.

Аналогично, также предполагается, что молярное количество первого металлического элемента обозначает суммарное количество молей 2 или более первых металлических элементов, когда применяют 2 или более первых металлических элементов.Likewise, the molar amount of the first metal element is also assumed to mean the total number of moles of 2 or more first metal elements when 2 or more first metal elements are used.

[0013][0013]

Кроме того, в формуле выше (1), молярное отношение элемента - щелочного металла к первому металлическому элементу, количество силанольных групп на поверхности носителя и BET удельную площадь поверхности можно рассчитать способом, описанным в примерах, описанных ниже, соответственно.In addition, in the formula above (1), the molar ratio of the alkali metal element to the first metal element, the amount of silanol groups on the support surface, and the BET specific surface area can be calculated by the method described in the examples described below, respectively.

[0014][0014]

Механизм, с помощью которого вышеуказанная формула (1) может быть удовлетворена, давая ненасыщенную карбоновую кислоту и/или эфир ненасыщенной карбоновой кислоты с высокой селективностью в реакции карбоновой кислоты и/или эфиров карбоновых кислот с формальдегидом, не ясен, но при удовлетворении приведенной выше формулы (1) первый металлический элемент и элемент - щелочной металл являются умеренно высокодисперсными на поверхности катализатора, и считается, что селективность ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты может быть улучшена за счет высокой дисперсии.The mechanism by which the above formula (1) can be satisfied to give an unsaturated carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid ester with high selectivity in the reaction of a carboxylic acid and/or carboxylic acid esters with formaldehyde is not clear, but when the above formula is satisfied (1) the first metal element and the alkali metal element are moderately highly dispersed on the catalyst surface, and it is believed that the selectivity of the unsaturated carboxylic acid and/or the unsaturated carboxylic acid ester can be improved by high dispersion.

[0015][0015]

Элемент - щелочной металл, который представляет собой каталитический компонент, предпочтительно представляет собой литий, натрий, калий, цезий или рубидий, среди них, калий, рубидий или цезий является более предпочтительным, и особенно предпочтительно цезий. Следует отметить, что можно применять 1 вид элементов щелочных металлов, или можно применять 2 или более их видов.The alkali metal element which is the catalyst component is preferably lithium, sodium, potassium, cesium or rubidium, among them, potassium, rubidium or cesium is more preferred, and cesium is particularly preferred. It should be noted that 1 kind of alkali metal elements can be used, or 2 or more kinds can be used.

[0016][0016]

Первый металлический элемент выбран из бора, магния, циркония и гафния, как описано выше, среди них, бор или цирконий является предпочтительным, и цирконий является особенно предпочтительным. Следует отметить, что можно применять 1 вид данных металлических элементов, или можно применять 2 или более их видов.The first metal element is selected from boron, magnesium, zirconium and hafnium as described above, among them, boron or zirconium is preferred, and zirconium is particularly preferred. It should be noted that 1 kind of these metal elements can be used, or 2 or more kinds can be used.

[0017][0017]

В формуле выше (1), более предпочтительно, чтобы величина X/(Y×Z) составляла 1,0×10-21 (г/количество) или более для увеличения выхода продукта, и особенно предпочтительно, чтобы она составляла 1,5×10-21 (г/количество) или более, в то время как даже более предпочтительно, чтобы она составляла 10,7×10-21 (г/количество) или меньше и 10,5×10-21 (г/количество) или меньше для подавления снижения выхода продукта.In the formula above (1), it is more preferable that the value of X/(Y×Z) is 1.0×10 -21 (g/amount) or more to increase the product yield, and it is particularly preferable that it is 1.5× 10 -21 (g/amount) or more, while even more preferably it is 10.7×10 -21 (g/amount) or less and 10.5×10 -21 (g/amount) or less to suppress the decline in product yield.

[0018][0018]

Средний размер частиц соединения, содержащего первый металлический элемент, образующего катализатор, составляет предпочтительно 0,5 нм или больше, особенно предпочтительно 0,8 нм или больше, тогда как предпочтительно 30 нм или меньше, более предпочтительно 20 нм или меньше, более предпочтительно 10 нм или меньше, еще более предпочтительно 8 нм или меньше, более предпочтительно 6 нм или меньше, еще более предпочтительно 5 нм или меньше, особенно предпочтительно 4 нм или меньше, особенно предпочтительно 3 нм или меньше. The average particle size of the compound containing the first metal element forming the catalyst is preferably 0.5 nm or more, particularly preferably 0.8 nm or more, while preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, more preferably 10 nm or less, even more preferably 8 nm or less, more preferably 6 nm or less, even more preferably 5 nm or less, particularly preferably 4 nm or less, particularly preferably 3 nm or less.

[0019][0019]

Хотя нет конкретных ограничений, пока удовлетворяется приведенная выше формула (1), молярное отношение X элемента - щелочного металла к первому металлическому элементу предпочтительно составляет 1,3 или больше, более предпочтительно 1,5 или больше, еще более предпочтительно 1,7 или больше, и особенно предпочтительно 1,9 или больше, с целью улучшения выхода целевого продукта, и, с другой стороны, предпочтительно составляет 6,0 или меньше, более предпочтительно 5,5 или меньше, и особенно предпочтительно 5,0 или меньше, с целью подавления снижения выхода целевого продукта.Although there is no particular limitation, as long as the above formula (1) is satisfied, the molar ratio of X of the alkali metal element to the first metal element is preferably 1.3 or more, more preferably 1.5 or more, even more preferably 1.7 or more, and especially preferably 1.9 or more, in order to improve the yield of the target product, and, on the other hand, preferably 6.0 or less, more preferably 5.5 or less, and particularly preferably 5.0 or less, in order to suppress reducing the yield of the target product.

[0020][0020]

Доля элемента - щелочного металла в суммарной массе каталитического компонента и носителя конкретно не ограничена, при условии, что удовлетворяется формула (1) выше, но предпочтительно составляет 4% по массе или более, более предпочтительно 7% по массе или более, и особенно предпочтительно 9% по массе или более, для увеличения выхода целевого продукта, и, с другой стороны, предпочтительно составляет 25% по массе или меньше, более предпочтительно 18% по массе или меньше, и особенно предпочтительно 14% по массе или меньше, для подавления снижения выхода целевого продукта.The proportion of the alkali metal element in the total mass of the catalyst component and the support is not particularly limited, provided that formula (1) above is satisfied, but is preferably 4% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, and particularly preferably 9 % by mass or more to increase the yield of the target product, and on the other hand, it is preferably 25% by mass or less, more preferably 18% by mass or less, and particularly preferably 14% by mass or less, to suppress the decrease in yield. target product.

[0021][0021]

Доля первого металлического элемента в суммарной массе каталитического компонента и носителя конкретно не ограничена, при условии, что удовлетворяется формула (1) выше, но предпочтительно составляет 0,3% или более по массе, составляет 0,5% или более по массе, и особенно предпочтительно составляет 1,0% или более по массе, для увеличения выхода целевого продукта, тогда как она предпочтительно составляет 10% или меньше по массе, составляет 6% или меньше по массе, и составляет 5% или меньше по массе, составляет 4% или меньше по массе, для снижения выхода продукта.The proportion of the first metal element in the total mass of the catalyst component and the support is not particularly limited, as long as the formula (1) above is satisfied, but is preferably 0.3% or more by mass, 0.5% or more by mass, and especially preferably 1.0% or more by mass to increase the yield of the target product, while it is preferably 10% or less by mass, 6% or less by mass, and 5% or less by mass, 4% or less by weight, to reduce the yield of the product.

[0022][0022]

Каталитический компонент на носителе может содержать металлический элемент, отличный от приведенных выше.The supported catalyst component may contain a metallic element other than those listed above.

Его примеры включают алюминий, титан и железо.Its examples include aluminum, titanium and iron.

Кроме того, отношение элемента к суммарной массе каталитического компонента на носителе предпочтительно составляет 1,0% по массе или меньше, более предпочтительно 0,5% по массе или меньше, и особенно предпочтительно 0,2% по массе или меньше, для подавления снижения выхода целевого продукта.In addition, the ratio of the element to the total weight of the supported catalyst component is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.2% by mass or less, to suppress the decrease in yield. target product.

[0023][0023]

Каталитический компонент, нанесенный на носитель, можно составлять включением других элементов в добавление к приведенным выше металлическим элементам.The supported catalyst component can be composed by including other elements in addition to the above metallic elements.

Например, его можно сконфигурировать для включения элемента, полученного в результате получения каталитического компонента.For example, it can be configured to include an element resulting from the production of a catalyst component.

[0024][0024]

Носитель способен поддерживать каталитический компонент, и нет конкретного ограничения при условии, что он содержит силанольные группы на своей поверхности, но, в частности, он предпочтительно представляет собой пористый носитель на основе неорганического соединения, содержащий диоксид кремнияThe carrier is capable of supporting the catalyst component, and there is no particular limitation as long as it contains silanol groups on its surface, but in particular, it is preferably a porous carrier based on an inorganic compound containing silica.

[0025][0025]

Материал, образующий носитель конкретно не ограничен, и его примеры включают диоксид кремния, оксид алюминия, цеолит, диоксид кремния, содержащий диоксид титана, или диоксид кремния, содержащий диоксид циркония. The support forming material is not particularly limited, and examples thereof include silica, alumina, zeolite, silica containing titanium dioxide, or silica containing zirconia.

Из них, оксид кремния является предпочтительным.Of these, silicon oxide is preferred.

В частности, можно применять имеющийся в продаже носитель.In particular, a commercially available carrier may be used.

Примеры включают торговое название: CARiACT (изготовленый Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.) и т.д.Examples include the trade name: CARiACT (manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.), etc.

[0026][0026]

Количество Z силанольных групп на единицу площади катализатора конкретно не ограничено при условии, что оно удовлетворяет формуле выше (1), но оно предпочтительно составляет 0,5 единиц/нм2 или больше, 0,8 единиц/нм2 или больше, 2,5 единиц/нм2 или больше, и особенно предпочтительно 4 количество/нм2 или больше для увеличения выхода целевого продукта, и с другой стороны, предпочтительно составляет 20 единиц/нм2 или меньше, 17 единиц/нм2 или меньше, и 15 единиц/нм2 или меньше, особенно предпочтительно 13 единиц/нм2 или меньше для подавления снижения выхода целевого соединения.The number Z of silanol groups per unit area of the catalyst is not particularly limited as long as it satisfies the formula above (1), but it is preferably 0.5 units/Nm 2 or more, 0.8 units/Nm 2 or more, 2.5 units/nm 2 or more, and especially preferably 4 units/nm 2 or more to increase the yield of the target product, and on the other hand, it is preferably 20 units/nm 2 or less, 17 units/nm 2 or less, and 15 units/ nm 2 or less, particularly preferably 13 units/nm 2 or less to suppress the decrease in the yield of the target compound.

[0027][0027]

Хотя нет конкретного ограничения при условии, что BET удельная площадь поверхности Y катализатора удовлетворяет приведенной выше формула (1), она предпочтительно составляет 50 м2/г или больше, более предпочтительно 70 м2/г или больше, еще более предпочтительно 90 м2/г или больше, особенно предпочтительно 100 м2/г или больше, и предпочтительно составляет 600 м2/г или меньше, еще более предпочтительно 500 м2/г или меньше, особенно предпочтительно 350 м2/г или меньше, для увеличения выхода целевого соединения.Although there is no particular limitation as long as the BET specific surface area Y of the catalyst satisfies the above formula (1), it is preferably 50 m 2 /g or more, more preferably 70 m 2 /g or more, even more preferably 90 m 2 / g or more, particularly preferably 100 m 2 /g or more, and preferably 600 m 2 /g or less, even more preferably 500 m 2 /g or less, particularly preferably 350 m 2 /g or less, to increase the yield of the target connections.

[0028][0028]

Нет конкретного ограничения на форму носителя, и ее примеры включают порошкообразную, гранулированную, дражированную или таблетированную.There is no particular restriction on the form of the carrier, and examples thereof include powdered, granulated, coated or tableted.

[0029] [0029]

Хотя нет конкретного ограничения на средний размер частиц носителя, он предпочтительно составляет 500 мкм или больше, более предпочтительно 1 мм или больше, и особенно предпочтительно 1,5 мм или больше, для подавления потери давления и подавления образования побочных продуктов в процессе реакции, и с другой стороны, он предпочтительно составляет 10 мм или меньше, более предпочтительно 6 мм или меньше, и особенно предпочтительно 5 мм или меньше для подавления образования побочных продуктов.Although there is no particular limitation on the average particle size of the carrier, it is preferably 500 µm or more, more preferably 1 mm or more, and particularly preferably 1.5 mm or more, in order to suppress pressure loss and suppress generation of by-products during the reaction, and on the other hand, it is preferably 10 mm or less, more preferably 6 mm or less, and particularly preferably 5 mm or less to suppress the generation of by-products.

[0030][0030]

Хотя нет конкретного ограничения на средний диаметр пор, которые имеет носитель, он предпочтительно составляет 3 нм или больше, более предпочтительно 5 нм или больше, и особенно предпочтительно 10 нм или больше, с целью подавления образования побочных продуктов, и с другой стороны, он предпочтительно составляет 200 нм или меньше, более предпочтительно 150 нм или меньше, и особенно предпочтительно 100 нм или меньше, для обеспечения удельной площади поверхности.Although there is no particular limitation on the average pore diameter that the carrier has, it is preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more, and particularly preferably 10 nm or more, in order to suppress the formation of by-products, and on the other hand, it is preferably is 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, and particularly preferably 100 nm or less, to ensure the specific surface area.

[0031][0031]

Форма катализатора конкретно не ограничена и может включать сферическую, столбчатую или кольцевую формы.The shape of the catalyst is not particularly limited and may include spherical, columnar, or annular shapes.

Следует отметить, что средний объем катализатора конкретно не ограничен, но он предпочтительно составляет 0,06 мм3 или больше и 550 мм3 или меньше. It should be noted that the average volume of the catalyst is not particularly limited, but it is preferably 0.06 mm 3 or more and 550 mm 3 or less.

[0032][0032]

Способ получения катализатор конкретно не ограничен, его можно получить нанесением металлического элемента на носитель.The production method of the catalyst is not particularly limited, it can be obtained by depositing a metal element on a carrier.

Однако, с точки зрения предотвращения повреждения катализатора, предпочтительно получать катализатор способом, включающим, по меньшей мере, стадию импрегнирования носителя средним размером частиц неорганической соли первого металлического элемента в растворе или дисперсии с размером 0,4 нм или больше и 50 нм или меньше.However, from the point of view of preventing damage to the catalyst, it is preferable to prepare the catalyst by a method including at least the step of impregnating the support with an average particle size of the inorganic salt of the first metal element in a solution or dispersion with a size of 0.4 nm or more and 50 nm or less.

В настоящее изобретении ниже показан пример, в котором катализатор получают следующей первой стадией-4ой стадией в качестве предпочтительной формы.In the present invention, an example is shown below in which the catalyst is obtained by the next first stage to the 4th stage as the preferred form.

[0033][0033]

Первая стадия: стадия растворения или диспергирования неорганической соли первого металлического элемента в первом растворителе, получая раствор или дисперсию.First step: a step of dissolving or dispersing an inorganic salt of a first metal element in a first solvent to obtain a solution or dispersion.

[0034][0034]

Вторая стадия: стадия импрегнирования носителя раствором или дисперсией, полученной первой стадией, получая первый твердый остаток.Second step: step of impregnating the carrier with the solution or dispersion obtained by the first step, obtaining a first solid residue.

[0035][0035]

Третья стадия: стадия растворения или диспергирования соли щелочного металла во втором растворителе, получая раствор или дисперсию.Third step: the step of dissolving or dispersing an alkali metal salt in a second solvent to obtain a solution or dispersion.

[0036][0036]

Четвертая стадия: стадия смешения первого твердого остатка, полученного второй стадией, с раствором или дисперсией, полученной третьей стадией, получая второй твердый остаток.Fourth step: the step of mixing the first solid residue obtained by the second stage with the solution or dispersion obtained by the third stage to obtain a second solid residue.

[0037][0037]

Каждая стадия описано подробно ниже. Each stage is described in detail below.

[0038][0038]

<Первая стадия><First stage>

Первый металлический элемент, образующий неорганическую соль первого металлического элемента, включает первый металлический элемент, описанный выше.The first metallic element forming an inorganic salt of the first metallic element includes the first metallic element described above.

[0039][0039]

Неорганическая соль первого металлического элемента представляет собой неорганическое соединение, не содержащее углеводород, и нет конкретных ограничений, и например, карбонат, нитрат, сульфат, ацетат, соль аммония, оксид или галогенид первого металлического элемента можно применять отдельно или в комбинации.The inorganic salt of the first metal element is an inorganic compound containing no hydrocarbon, and there is no particular limitation, and for example, carbonate, nitrate, sulfate, acetate, ammonium salt, oxide or halide of the first metal element can be used alone or in combination.

Например, когда первый металлический элемент представляет собой цирконий, его примеры включают оксинитрат циркония, сульфат циркония, карбонат цирконий, перхлорат циркония и ацетат циркония.For example, when the first metallic element is zirconium, examples thereof include zirconium oxynitrate, zirconium sulfate, zirconium carbonate, zirconium perchlorate, and zirconium acetate.

Когда первый металлический элемент представляет собой бор, его примеры включают оксид бора и подобные.When the first metal element is boron, examples thereof include boron oxide and the like.

Когда первый металлический элемент представляет собой магний, его примеры включают нитрат магния, сульфат магния, карбонат магния, и ацетат магния.When the first metal element is magnesium, examples thereof include magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium carbonate, and magnesium acetate.

Когда первый металлический элемент представляет собой гафний, его примеры включают нитрат гафния, сульфат гафния, перхлорат гафния и ацетат гафния.When the first metallic element is hafnium, examples thereof include hafnium nitrate, hafnium sulfate, hafnium perchlorate, and hafnium acetate.

[0040][0040]

Первый растворитель конкретно не ограничен и включает воду или органический растворитель.The first solvent is not specifically limited and includes water or an organic solvent.

Среди них, спирт является более предпочтительным в качестве органического растворителя для улучшения диспергируемости неорганической соли первого металлического элемента.Among them, alcohol is more preferable as an organic solvent for improving the dispersibility of the inorganic salt of the first metal element.

В качестве спирта, спирт, содержащий 1 или больше и 6 или меньше атомов углерода, является предпочтительным, и метанол является особенно предпочтительным.As the alcohol, an alcohol containing 1 or more and 6 or less carbon atoms is preferred, and methanol is particularly preferred.

[0041][0041]

Хотя нет конкретного ограничения на количество неорганической соли первого металлического элемента относительно 100 мл растворителя, для закрепления первого металлического элемента, оно предпочтительно составляет 2 ммоль или больше, более предпочтительно 5 ммоль или больше, и особенно предпочтительно 10 ммоль или больше, и с другой стороны, оно предпочтительно составляет 60 ммоль или меньше, более предпочтительно 50 ммоль или меньше, и особенно предпочтительно 40 ммоль или меньше, чтобы подавить нанесенную долю. Although there is no particular limitation on the amount of the inorganic salt of the first metal element relative to 100 ml of solvent, for fixing the first metal element, it is preferably 2 mmol or more, more preferably 5 mmol or more, and particularly preferably 10 mmol or more, and on the other hand, it is preferably 60 mmol or less, more preferably 50 mmol or less, and particularly preferably 40 mmol or less, in order to suppress the applied proportion.

[0042][0042]

Кроме того, когда неорганическую соль первого металлического элемента растворяют или диспергируют в первом растворителе, первый растворитель можно перемешивать.In addition, when the inorganic salt of the first metal element is dissolved or dispersed in the first solvent, the first solvent can be stirred.

Кроме того, предпочтительно оставлять стоять полученный раствор или дисперсию.In addition, it is preferable to leave the resulting solution or dispersion to stand.

Нет конкретных ограничений на продолжительность выдерживания, но если продолжительность выдерживания является большой, средний размер частиц неорганической соли первого металлического элемента в растворе или дисперсии имеет тенденцию быть маленьким.There is no particular limitation on the holding time, but if the holding time is long, the average particle size of the inorganic salt of the first metal element in the solution or dispersion tends to be small.

В частности в настоящем изобретении, как будет описано ниже, когда раствор или a дисперсию импрегнируют на носитель на второй стадии, предпочтительно, чтобы он имел конкретный средний размер частиц, и, следовательно, предпочтительно выдерживать его до того, как будет получен требуемый размер частиц.Particularly in the present invention, as will be described below, when the solution or a dispersion is impregnated onto the carrier in the second stage, it is preferred that it has a specific average particle size, and therefore it is preferable to hold it until the desired particle size is obtained.

Конкретно, продолжительность выдерживания предпочтительно составляет 30 минут или больше, более предпочтительно 2 часа или больше, еще более предпочтительно 4 часа или больше, и особенно предпочтительно 16 часов или больше.Specifically, the aging time is preferably 30 minutes or more, more preferably 2 hours or more, even more preferably 4 hours or more, and particularly preferably 16 hours or more.

С другой стороны, она предпочтительно составляет 100 часов или меньше, более предпочтительно 80 часов или меньше, и особенно предпочтительно 50 часов или меньше.On the other hand, it is preferably 100 hours or less, more preferably 80 hours or less, and particularly preferably 50 hours or less.

[0043][0043]

<Вторая стадия><Second stage>

В качестве носителя можно применять носитель, описанный выше.As the carrier, the carrier described above can be used.

[0044][0044]

Способ импрегнирования носителя первым растворителем конкретно не ограничен и можно применять известный способ.The method for impregnating the carrier with the first solvent is not particularly limited, and a known method can be used.

Например, может быть способ заполнения пор, применяя первый растворитель, удовлетворяющий объему пор носителя, способ замачивания, в котором носитель погружают в первый растворитель, и подобные.For example, there may be a pore-filling method using a first solvent that satisfies the pore volume of the carrier, a soaking method in which the carrier is immersed in the first solvent, and the like.

[0045][0045]

Хотя нет конкретного ограничения на отношение носителя к первому растворителю, для равномерного закрепления первого металлического элемента, отношение первого растворителя к носителю предпочтительно является 0,9 кратным или больше объема пор носителя, и, с другой стороны, с целью снижения количества применяемого растворителя, оно предпочтительно является 10 кратным или меньше, особенно предпочтительно 5 кратным или меньше, объема пор носителя. Although there is no particular restriction on the ratio of the carrier to the first solvent, in order to uniformly fix the first metal member, the ratio of the first solvent to the carrier is preferably 0.9 times or more of the pore volume of the carrier, and on the other hand, in order to reduce the amount of solvent used, it is preferable is 10 times or less, particularly preferably 5 times or less, the pore volume of the carrier.

[0046][0046]

Средний размер частиц неорганической соли первого металлического элемента, когда носитель импрегнируют первым растворителем, в котором диспергируют неорганическую соль первого металлического элемента для получения хороших каталитических свойств, как описано выше, он предпочтительным составляет 50 нм или меньше, даже более предпочтительно составляет 30 нм или меньше, более предпочтительно составляет 20 нм или меньше, даже более предпочтительно составляет 10 нм или меньше, более предпочтительно составляет 5 нм или меньше, еще более предпочтительно составляет 3 нм или меньше, особенно предпочтительно составляет 2 нм или меньше.The average particle size of the inorganic salt of the first metal element when the carrier is impregnated with the first solvent in which the inorganic salt of the first metal element is dispersed to obtain good catalytic properties as described above is preferably 50 nm or less, even more preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, even more preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, even more preferably 3 nm or less, particularly preferably 2 nm or less.

С другой стороны, даже если средний размер частиц неорганической соли первого металлического элемента является слишком маленьким, поскольку изменение селективности целевого продукта во время реакции чрезвычайно мало, когда учитываются как селективность целевого продукта, так и продуктивность катализатора, средний размер частиц неорганической соли первого металлического элемента предпочтительно составляет 0,4 нм или больше, более предпочтительно 0,5 нм или больше и особенно предпочтительно 0,8 нм или больше.On the other hand, even if the average particle size of the inorganic salt of the first metal element is too small, since the change in the selectivity of the target product during the reaction is extremely small, when both the selectivity of the target product and the productivity of the catalyst are considered, the average particle size of the inorganic salt of the first metal element is preferably is 0.4 nm or more, more preferably 0.5 nm or more, and particularly preferably 0.8 nm or more.

Средний размер частиц неорганической соли получают измерением 0,1 моль/л раствора неорганической соли, применяя лазерный свет при длине волны 633 нм динамическим светорассеянием, и вычислением распределения объема.The average particle size of the inorganic salt is obtained by measuring a 0.1 mol/l solution of the inorganic salt using laser light at a wavelength of 633 nm by dynamic light scattering, and calculating the volume distribution.

Причина, по которой селективность целевого продукта улучшается, когда средний размер частиц неорганической соли первого металлического элемента находится в указанном выше диапазоне, неясна, но она может заключаться в том, что первый металлический элемент имеет высокую диспергируемость на носителе, когда катализатор получают данным способом.The reason why the selectivity of the target product is improved when the average particle size of the inorganic salt of the first metal element is in the above range is not clear, but it may be that the first metal element has a high dispersibility on the support when the catalyst is produced by this method.

[0047][0047]

Хотя нет конкретного ограничения на продолжительность импрегнирования носителя, предпочтительно, чтобы продолжительность импрегнирования составляла 15 минут или больше и 50 часов или меньше для закрепления первого металлического элемента. Although there is no particular limitation on the impregnation time of the carrier, it is preferable that the impregnation time be 15 minutes or more and 50 hours or less for fixing the first metal member.

[0048][0048]

При получении первого твердого остатка, предпочтительно удалять первый растворитель.Upon receipt of the first solid residue, it is preferable to remove the first solvent.

Удаление первого растворителя можно осуществлять известным способом.Removal of the first solvent can be carried out in a known manner.

Например, первый растворитель можно удалять, применяя роторный испаритель.For example, the first solvent can be removed using a rotary evaporator.

Кроме того, например, первый растворитель можно удалять разделением твердого вещества и первого растворителя фильтрованием.In addition, for example, the first solvent can be removed by separating the solid and the first solvent by filtration.

[0049][0049]

Кроме того, предпочтительно сушить и прокаливать полученный первый твердый остаток, но это проводить не обязательно.In addition, it is preferable to dry and calcinate the obtained first solid residue, but this is not necessary.

Сушкой или прокаливанием можно удалять первый растворитель, оставшийся в первом твердом остатке.Drying or calcination can remove the first solvent remaining in the first solid residue.

Данные температуры нагревания предпочтительно составляют 50°C или больше, более предпочтительно 70°C или больше, еще более предпочтительно 120°C или больше, особенно предпочтительно 400°C или больше, тогда как 800°C или меньше является предпочтительной, более предпочтительно 700°C или меньше, и особенно предпочтительно 600°C или меньше.These heating temperatures are preferably 50°C or more, more preferably 70°C or more, even more preferably 120°C or more, particularly preferably 400°C or more, while 800°C or less is preferred, more preferably 700° C or less, and particularly preferably 600°C or less.

[0050][0050]

Хотя нет конкретного ограничения на продолжительность нагревания, включая температуры выше, особенно когда температура нагревания составляет 400°C или больше и 800°C или меньше, она предпочтительно составляет 15 минут или больше, более предпочтительно 30 минут или больше, особенно предпочтительно 1 часа или больше, и с другой стороны, предпочтительно составляет 100 часов или меньше, особенно предпочтительно 50 часов или меньше.Although there is no particular limitation on the heating time including temperatures higher, especially when the heating temperature is 400°C or more and 800°C or less, it is preferably 15 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, particularly preferably 1 hour or more. , and on the other hand, preferably 100 hours or less, particularly preferably 50 hours or less.

[0051][0051]

Способом, описанным выше, первый металлический элемент будет присутствовать в виде соединения, средний диаметр частиц соединения, содержащего первый металлический элемент для получения хороших каталитических свойств предпочтительно составляет 50 нм или меньше, даже более предпочтительно составляет 30 нм или меньше, более предпочтительно составляет 20 нм или меньше, даже более предпочтительно составляет 10 нм или меньше, даже более предпочтительно составляет 8 нм или меньше, более предпочтительно составляет 6 нм или меньше, даже более предпочтительно составляет 5 нм или меньше, даже более предпочтительно составляет 4 нм или меньше, и особенно предпочтительно составляет 3 нм или меньше.In the manner described above, the first metal element will be present as a compound, the average particle diameter of the compound containing the first metal element to obtain good catalytic properties is preferably 50 nm or less, even more preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, even more preferably 10 nm or less, even more preferably 8 nm or less, more preferably 6 nm or less, even more preferably 5 nm or less, even more preferably 4 nm or less, and particularly preferably 3 nm or less.

С другой стороны, даже если средний размер частиц соединения, состоящего из первого металлического элемента, является слишком маленьким, поскольку изменение селективности и выхода целевого продукта во время реакции является крайне малым, когда учитывают и селективность целевого продукта, и продуктивность катализатора, средний размер частиц соединения, состоящего из первого металлического элемента, более предпочтительно составляет 0,4 нм или больше, еще более предпочтительно 0,5 нм или больше, и особенно предпочтительно 0,8 нм или больше.On the other hand, even if the average particle size of the compound consisting of the first metal element is too small, since the change in selectivity and yield of the target product during the reaction is extremely small, when both the selectivity of the target product and the productivity of the catalyst are taken into account, the average particle size of the compound consisting of the first metal element is more preferably 0.4 nm or more, even more preferably 0.5 nm or more, and particularly preferably 0.8 nm or more.

Средний размер частиц соединения, состоящего из первого металлического элемента, можно рассчитать по изображению, полученному наблюдением пластинки, содержащей твердое вещество 300 нм или меньше, применяя просвечивающий электронный микроскоп.The average particle size of the compound consisting of the first metal element can be calculated from an image obtained by observing a plate containing a solid of 300 nm or less using a transmission electron microscope.

Следует отметить, что хотя конкретный состав соединения, состоящего из первого металлического элемента, является неясным, рассматривают неорганическую соль первого металлического элемента, оксид первого металлического элемента, сложный оксид носителя и первого металлического элемента и подобные.It should be noted that although the specific composition of the compound consisting of the first metal element is not clear, consider the inorganic salt of the first metal element, the oxide of the first metal element, the complex oxide of the carrier and the first metal element, and the like.

Хотя причина, по которой разрушение катализатора подавляется из-за того, что средний размер частиц сложной неорганической соли, состоящей из первого металлического элемента, находится в указанном выше диапазоне, является неясной, считают, что первый металлический элемент имеет высокую диспергируемость на носителе.Although the reason why the deterioration of the catalyst is suppressed due to the fact that the average particle size of the complex inorganic salt composed of the first metal element is in the above range is not clear, it is believed that the first metal element has a high dispersibility on the carrier.

[0052][0052]

Поскольку величины BET удельной площади поверхности Y и количество силанольных групп Z носителя имеют тенденцию меняться при получении катализатора, для получения катализатора, который улучшает селективность ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты в реакции карбоновой кислоты и/или эфира карбоновой кислоты и формальдегида, молярное отношение элемента - щелочного металла к первому металлическому элементу составляет X′, и на второй стадии, когда BET удельная площадь поверхности носителя, когда носитель импрегнируют в раствор или дисперсию, полученную первой стадией, составляет Y′ (м2/г), и количество силанольных групп на единицу площади носителя составляет Z′ (количество/нм2), предпочтительно удовлетворяет следующему уравнению (2).Since the BET values of the specific surface area Y and the amount of silanol groups Z of the carrier tend to change during the preparation of the catalyst, in order to obtain a catalyst that improves the selectivity of an unsaturated carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid ester in the reaction of a carboxylic acid and/or a carboxylic acid ester and formaldehyde, the molar ratio of the alkali metal element to the first metal element is X', and in the second step, when BET, the specific surface area of the support, when the support is impregnated into the solution or dispersion obtained by the first step, is Y' (m 2 /g), and the amount silanol groups per unit area of the carrier is Z' (amount/nm 2 ), preferably satisfies the following equation (2).

[0053][0053]

1,5 ×10-21 (г/количество)≦X'/(Y'×Z')≦17,0×10-21 (г/количество), формула (2)1.5×10 -21 (g/amount)≦X'/(Y'×Z')≦17.0×10 -21 (g/amount), formula (2)

[0054][0054]

Следует отметить, что молярное отношение X′ элемента - щелочного металла к первому металлическому элементу, применяемым в момент получения катализатора, обычно представляет собой ту же величину, как X в формуле выше (1).It should be noted that the molar ratio X' of the alkali metal element to the first metal element used at the time of preparation of the catalyst is generally the same as X in the formula above (1).

[0055][0055]

В формуле выше (2), величина X′/(Y′×Z′) более предпочтительно равна 2,0×10−21 (г/количество) или больше, особенно предпочтительно 2,3×10−21 (г/количество) или больше, для увеличения выхода продукта, и более предпочтительно 15,0×10−21 (г/количество) или меньше, и особенно предпочтительно 10,0×10−21 (г/количество) или меньше, для подавления снижения выхода продукта.In the formula above (2), the value of X'/(Y'×Z') is more preferably 2.0×10 −21 (g/amount) or more, particularly preferably 2.3×10 −21 (g/amount) or more to increase the yield of the product, and more preferably 15.0×10 −21 (g/amount) or less, and particularly preferably 10.0×10 −21 (g/amount) or less to suppress the decrease in the yield of the product.

[0056][0056]

BET удельная площадь поверхности Y′ (м2/г) носителя, когда раствор или дисперсию, содержащую первый металлический элемент, импрегнируют в носитель, конкретно не ограничена при условии, что она удовлетворяет формуле выше (1), предпочтительно составляет 50 м2/г или больше, более предпочтительно 60 м2/г или больше, более предпочтительно 70 м2/г или больше, более предпочтительно 90 м2/г или больше и особенно предпочтительно 100 м2/г или больше, для увеличения выхода целевого продукта. С другой стороны, предпочтительно иметь 600 м2/г или меньше, более предпочтительно 500 м2/г или меньше, и еще более предпочтительно 350 м2/г или меньше, 300 м2/г или меньше является особенно предпочтительным.BET specific surface area Y' (m 2 /g) of the carrier when the solution or dispersion containing the first metal element is impregnated into the carrier is not particularly limited as long as it satisfies the formula above (1), preferably 50 m 2 /g or more, more preferably 60 m 2 /g or more, more preferably 70 m 2 /g or more, more preferably 90 m 2 /g or more, and particularly preferably 100 m 2 /g or more, to increase the yield of the target product. On the other hand, it is preferable to have 600 m 2 /g or less, more preferably 500 m 2 /g or less, and even more preferably 350 m 2 /g or less, 300 m 2 /g or less is particularly preferred.

[0057][0057]

Количество Z′ (количество/нм2) силанольных групп на единицу площади поверхности носителя, когда раствор или дисперсию, содержащую первый металлический элемент, импрегнируют на носителе, конкретно не ограничено при условии, что удовлетворяется формула (2) выше, но предпочтительно иметь 0,5 количество/нм2 или больше, более предпочтительно 0,8 количество/нм2 или больше, более предпочтительно 2,5 количество/нм2 или больше, и особенно предпочтительно 4 количество/нм2 или больше, для увеличения выхода целевого продукта. С другой стороны, предпочтительно иметь 15 количество/нм2 или меньше, более предпочтительно 13 количество/нм2 или меньше, и 11 количество/нм2 или меньше является особенно предпочтительным, для подавления снижения выхода продукта.The amount Z' (amount/nm 2 ) of silanol groups per unit surface area of the carrier when the solution or dispersion containing the first metal element is impregnated on the carrier is not particularly limited as long as formula (2) above is satisfied, but it is preferable to have 0. 5 quantity/nm 2 or more, more preferably 0.8 quantity/nm 2 or more, more preferably 2.5 quantity/nm 2 or more, and particularly preferably 4 quantity/nm 2 or more, to increase the yield of the target product. On the other hand, it is preferable to have 15 Amount/Nm 2 or less, more preferably 13 Amount/Nm 2 or less, and 11 Amount/Nm 2 or less is particularly preferable, in order to suppress the decrease in product yield.

[0058][0058]

Следует отметить, что, за исключением X′, Y′ и Z′, его можно подходящим образом отрегулировать так, чтобы получить требуемый катализатор.It should be noted that, with the exception of X', Y' and Z', it can be suitably adjusted so as to obtain the desired catalyst.

[0059][0059]

<Третья стадия><Third stage>

Элемент - щелочной металл включает элемент - щелочной металл, описанный выше.The alkali metal element includes the alkali metal element described above.

[0060][0060]

Соль щелочного металла конкретно не ограничена, и карбонат, нитрат, сульфат, ацетат, аммониевую соль, оксид, галогенид или подобные элемента - щелочного металла можно применять отдельно или в комбинации.The alkali metal salt is not particularly limited, and an alkali metal carbonate, nitrate, sulfate, acetate, ammonium salt, oxide, halide or the like can be used alone or in combination.

Например, когда элемент - щелочной металл представляет собой цезий, его примеры включают карбонат цезия, бикарбонат цезия, нитрат цезия и сульфат цезия.For example, when the alkali metal element is cesium, examples thereof include cesium carbonate, cesium bicarbonate, cesium nitrate, and cesium sulfate.

Когда элемент - щелочной металл представляет собой литий, можно упомянуть карбонат лития, нитрат лития и подобные.When the alkali metal element is lithium, lithium carbonate, lithium nitrate and the like can be mentioned.

Когда элемент - щелочной металл представляет собой натрий, его примеры включают карбонат натрия, нитрат натрия и сульфат натрия.When the alkali metal element is sodium, examples thereof include sodium carbonate, sodium nitrate and sodium sulfate.

Когда элемент - щелочной металл представляет собой калий, его примеры включают карбонат калия, нитрат калия и сульфат калия.When the alkali metal element is potassium, examples thereof include potassium carbonate, potassium nitrate and potassium sulfate.

Когда элемент - щелочной металл представляет собой рубидий, можно упомянуть карбонат рубидия, нитрат рубидия, сульфат рубидия и подобные.When the alkali metal element is rubidium, rubidium carbonate, rubidium nitrate, rubidium sulfate and the like can be mentioned.

[0061][0061]

Второй растворитель конкретно не ограничен и включает воду или органические растворители.The second solvent is not specifically limited and includes water or organic solvents.

Среди них, спирт является предпочтительным в качестве органического растворителя для улучшения диспергируемости соли щелочного металла.Among them, alcohol is preferable as an organic solvent for improving the dispersibility of the alkali metal salt.

В качестве спирта, спирт, содержащий 1 или больше и 6 или меньше атомов углерода, является предпочтительным, и метанол является особенно предпочтительным.As the alcohol, an alcohol containing 1 or more and 6 or less carbon atoms is preferred, and methanol is particularly preferred.

[0062][0062]

Хотя нет конкретного ограничения на количество соли щелочного металла на 100 мл растворителя, оно предпочтительно составляет 6 ммоль или больше, более предпочтительно 14 ммоль или больше, и особенно предпочтительно 25 ммоль или больше, с целью увеличения выхода продукта, и с другой стороны, он предпочтительно составляет не более чем 60 ммоль, более предпочтительно 50 ммоль или меньше, и особенно предпочтительно 40 ммоль или меньше для подавления снижения выхода продукта.Although there is no particular limitation on the amount of alkali metal salt per 100 ml of solvent, it is preferably 6 mmol or more, more preferably 14 mmol or more, and particularly preferably 25 mmol or more, in order to increase the yield of the product, and on the other hand, it is preferable is not more than 60 mmol, more preferably 50 mmol or less, and particularly preferably 40 mmol or less to suppress the decrease in product yield.

[0063][0063]

Кроме того, когда соль щелочного металла растворяют или диспергируют во втором растворителе, второй растворитель можно перемешивать.In addition, when the alkali metal salt is dissolved or dispersed in the second solvent, the second solvent can be stirred.

Кроме того, предпочтительно, чтобы полученный раствор или дисперсию оставляли стоять.In addition, it is preferable that the resulting solution or dispersion is left to stand.

Нет конкретных ограничений на продолжительность выдерживания, но если продолжительность выдерживания является длительной, средний размер частиц соли щелочного металла в растворе или дисперсии имеет тенденцию быть маленьким.There is no particular limitation on the aging time, but if the aging time is long, the average particle size of the alkali metal salt in the solution or dispersion tends to be small.

Конкретно, продолжительность выдерживания предпочтительно составляет 15 минут или больше, и предпочтительно 50 часов или меньше.Specifically, the holding time is preferably 15 minutes or more, and preferably 50 hours or less.

[0064][0064]

Следует отметить, что третью стадию можно проводить перед второй стадией или после второй стадии.It should be noted that the third step can be carried out before the second step or after the second step.

[0065][0065]

<Четвертая стадия><Fourth Stage>

Хотя нет конкретного ограничения на способ смешения первого твердого остатка, полученного на второй стадии, с раствором или дисперсионной жидкостью, полученной на третьей стадии, предпочтительно импрегнировать первый твердый остаток, полученный на второй стадии, в раствор или дисперсионную жидкость, полученную на третьей стадии.Although there is no particular restriction on the method of mixing the first solid obtained in the second stage with the solution or dispersion liquid obtained in the third stage, it is preferable to impregnate the first solid obtained in the second stage into the solution or dispersion liquid obtained in the third stage.

[0066][0066]

Способ импрегнирования носителя вторым растворителем конкретно не ограничен и можно применять известный способ.The method for impregnating the carrier with the second solvent is not particularly limited, and a known method can be used.

Например, может быть способ заполнения пор, применяя второй растворитель, который заполняет объем полостей носителя, или способ погружения, в котором носитель погружают во второй растворитель.For example, there may be a pore-filling method using a second solvent that fills the volume of the cavities of the carrier, or an immersion method in which the carrier is immersed in a second solvent.

[0067][0067]

Хотя нет конкретного ограничения на отношение первого твердого остатка к раствору или дисперсии, предпочтительно, чтобы отношение раствора или дисперсии к первому твердому остатку было 0,9 кратным или больше объема пор носителя для равномерного закрепления щелочного металла, тогда как оно предпочтительно является 10 кратным или меньше, особенно предпочтительно 5 кратным или меньше объема пор носителя для снижения количества применяемого растворителя.Although there is no particular limitation on the ratio of the first solid residue to the solution or dispersion, it is preferable that the ratio of the solution or dispersion to the first solid residue is 0.9 times or more of the pore volume of the support for uniformly anchoring the alkali metal, while it is preferably 10 times or less. , particularly preferably 5 times or less than the pore volume of the carrier to reduce the amount of solvent used.

[0068][0068]

Хотя нет конкретного ограничения на продолжительность импрегнирования, она предпочтительно составляет 15 минут или больше, более предпочтительно 1 час или больше, с целью закрепления щелочного металла, и с другой стороны, она предпочтительно составляет 50 часов или меньше, и еще более предпочтительно 30 часов или меньше, с целью увеличения продуктивности катализатора.Although there is no particular limitation on the impregnation time, it is preferably 15 minutes or more, more preferably 1 hour or more, for the purpose of anchoring the alkali metal, and on the other hand, it is preferably 50 hours or less, and even more preferably 30 hours or less. , in order to increase the productivity of the catalyst.

[0069][0069]

При получении второго твердого остатка, предпочтительно удалять второй растворитель.Upon receipt of the second solid residue, it is preferable to remove the second solvent.

Удаление второго растворителя можно осуществлять известным способом.Removal of the second solvent can be carried out in a known manner.

Например, роторный испаритель можно применять для удаления второго растворителя.For example, a rotary evaporator can be used to remove the second solvent.

Кроме того, например, второй растворитель можно удалять фильтрованием.In addition, for example, the second solvent can be removed by filtration.

[0070][0070]

Кроме того, хотя не обязательно, предпочтительно сушить или прокаливать полученный второй твердый остаток.In addition, although not necessarily, it is preferable to dry or calcinate the resulting second solid residue.

Сушкой или прокаливанием, можно удалять второй растворитель, оставшийся во втором твердом остатке.By drying or calcining, the second solvent remaining in the second solid residue can be removed.

Данные температуры нагревания предпочтительно составляют 50°C или больше, более предпочтительно 70°C или больше, еще более предпочтительно 120°C или больше, особенно предпочтительно 400°C или больше, тогда как 800°C или меньше является предпочтительной, более предпочтительно 700°C или меньше и особенно предпочтительно 600°C или меньше.These heating temperatures are preferably 50°C or more, more preferably 70°C or more, even more preferably 120°C or more, particularly preferably 400°C or more, while 800°C or less is preferred, more preferably 700° C or less, and particularly preferably 600°C or less.

Среди вышеперечисленного, особенно когда температура нагревания составляет 400°C или больше и 800°C или меньше, она предпочтительно составляет 15 минут или больше, более предпочтительно 30 минут или больше, особенно предпочтительно 1 час или больше, и предпочтительно составляет 100 часов или меньше, особенно предпочтительно 50 часов или меньше.Among the above, especially when the heating temperature is 400°C or more and 800°C or less, it is preferably 15 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, particularly preferably 1 hour or more, and preferably 100 hours or less, especially preferably 50 hours or less.

Таким образом полученный второй твердый остаток можно применять в качестве катализатора.The second solid residue thus obtained can be used as a catalyst.

[0071][0071]

Носители обычно очень гигроскопичны.The carriers are usually very hygroscopic.

Следовательно, предпочтительно прокаливать носитель для удаления влаги перед закреплением каталитического компонента.Therefore, it is preferable to calcinate the support to remove moisture before fixing the catalyst component.

Кроме того, предпочтительно хранить прокаленный заранее носитель в среде, в которой удалена влага.In addition, it is preferable to store the previously calcined carrier in an environment in which moisture is removed.

Другими словами, предпочтительно хранить носитель в эксикаторе, сухом воздухе или сухом инертном газе, но эти способы применять не обязательно.In other words, it is preferable to store the carrier in a desiccator, dry air or dry inert gas, but these methods are not required.

[0072][0072]

Молярное отношение элемента - щелочного металла и первого металлического элемента, нанесенного на носитель, можно регулировать регулированием количества препарата.The molar ratio of the alkali metal element and the first metal element deposited on the carrier can be controlled by adjusting the amount of the preparation.

[0073][0073]

Нет конкретных ограничений на способ регулирования количества силанольных групп на единицу площади поверхности носителя.There are no particular restrictions on the method of controlling the amount of silanol groups per unit surface area of the carrier.

Например, если повысить содержание диоксида кремния в носителе, количество силанольных групп на поверхности носителя имеет тенденцию к увеличению, и если снижать содержание диоксида кремния в носителе, количество силанольных групп на поверхности носителя имеет тенденцию к снижению.For example, if the content of silica in the carrier is increased, the amount of silanol groups on the surface of the carrier tends to increase, and if the content of silica in the carrier is reduced, the amount of silanol groups on the surface of the carrier tends to decrease.

[0074][0074]

Кроме того, хотя нет конкретного ограничения на способ регулирования BET удельной площади поверхности носителя, если увеличивать долю пор носителя, BET удельная площадь поверхности носителя имеет тенденцию к увеличению, и если снижать долю пор носителя, BET удельная площадь поверхности носителя имеет тенденцию к снижению.In addition, although there is no particular limitation on the method of adjusting the BET specific surface area of the carrier, if the pore ratio of the carrier is increased, the BET specific surface area of the carrier tends to increase, and if the pore ratio of the carrier is reduced, the BET specific surface area of the carrier tends to decrease.

Следовательно, необходимо только применять носитель, содержащий поры так, чтобы получить требуемую BET удельную площадь поверхности.Therefore, it is only necessary to apply a carrier containing pores so as to obtain the specific surface area required by BET.

[0075][0075]

Другими словами, при получении катализатора, который удовлетворяет формуле выше (1), каждый из молярного отношения элемента - щелочного металла к первому металлическому элементу, количества силанольных групп на единицу площади поверхности для закрепления, и BET удельной площади поверхности для закрепления следует регулировать, как описано выше. In other words, when preparing a catalyst that satisfies the formula above (1), each of the molar ratio of the alkali metal element to the first metal element, the number of silanol groups per unit surface area for anchoring, and the specific surface area BET for anchoring should be adjusted as described higher.

[0076][0076]

В присутствии катализатора, полученного согласно данному варианту осуществления, ненасыщенную карбоновую кислоту и/или эфир ненасыщенной карбоновой кислоты можно получить реакцией карбоновой кислоты и/или эфира карбоновой кислоты с формальдегидом.In the presence of the catalyst prepared according to this embodiment, an unsaturated carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid ester can be obtained by reacting a carboxylic acid and/or a carboxylic acid ester with formaldehyde.

Другими словами, применяя карбоновую кислоту и/или эфир карбоновой кислоты в качестве исходного соединения, можно получить ненасыщенную карбоновую кислоту и/или эфир ненасыщенной карбоновой кислоты, соответствующие данным карбоновым кислотам и/или эфирам карбоновых кислот.In other words, by using a carboxylic acid and/or a carboxylic acid ester as a starting compound, an unsaturated carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid ester corresponding to these carboxylic acids and/or carboxylic acid esters can be obtained.

[0077][0077]

Ненасыщенная карбоновая кислота и/или эфир ненасыщенной карбоновой кислоты предпочтительно представляет собой ненасыщенную карбоновую кислоту и/или эфир ненасыщенной карбоновой кислоты, представленные следующей формулой.The unsaturated carboxylic acid and/or the unsaturated carboxylic acid ester is preferably the unsaturated carboxylic acid and/or the unsaturated carboxylic acid ester represented by the following formula.

[0078][0078]

R1-CH2-COOR2 R 1 -CH 2 -COOR 2

[0079][0079]

В формуле выше, каждый R1 и R2 независимо представляет собой атом водорода или алкильную группу, содержащую 1 или больше и 12 или меньше атомов углерода.In the formula above, each R 1 and R 2 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group containing 1 or more and 12 or less carbon atoms.

Среди них, катализатор согласно настоящему варианту осуществления является особенно эффективным в способе получения метакриловой кислоты и/или метилметакрилата реакцией метилпропионата с формальдегидом.Among them, the catalyst according to the present embodiment is particularly effective in a method for producing methacrylic acid and/or methyl methacrylate by reacting methyl propionate with formaldehyde.

[0080][0080]

Молярное отношение формальдегида к суммарному количеству молей карбоновой кислоты и эфира карбоновой кислоты, применяемому в реакции карбоновой кислоты и/или эфира карбоновой кислоты с формальдегидом, конкретно не ограничено, но оно предпочтительно находится в диапазоне 0,05 или больше и 20 или меньше, и более предпочтительно в диапазоне 0,2 или больше и 15 или меньше, для увеличения выхода целевого продукта.The molar ratio of formaldehyde to the total moles of carboxylic acid and carboxylic acid ester used in the reaction of carboxylic acid and/or carboxylic acid ester with formaldehyde is not particularly limited, but it is preferably in the range of 0.05 or more and 20 or less and more preferably in the range of 0.2 or more and 15 or less, to increase the yield of the target product.

[0081][0081]

Кроме того, предпочтительно, чтобы реакцию выше дополнительно проводили в присутствии спирта для подавления гидролиза эфира.In addition, it is preferable that the above reaction is further carried out in the presence of an alcohol to suppress the hydrolysis of the ester.

[0082][0082]

В реакции выше, когда применяют спирт, молярное отношение спирта к суммарному количеству молей карбоновой кислоты и/или эфира карбоновой кислоты конкретно не ограничено, но предпочтительно находится в диапазоне 0,05 или больше и 20 или меньше, и более предпочтительно в диапазоне 0,1 или больше и 10 или меньше.In the reaction above, when alcohol is used, the molar ratio of alcohol to the total moles of carboxylic acid and/or carboxylic acid ester is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.05 or more and 20 or less, and more preferably in the range of 0.1 or more and 10 or less.

[0083][0083]

Кроме того, соединение, отличное от соединения выше, может содержаться в пределах диапазона, существенно не ухудшающего эффект настоящего изобретения.In addition, a compound other than the compound above may be contained within a range without significantly impairing the effect of the present invention.

Например, оно может содержать воду.For example, it may contain water.

[0084][0084]

Хотя нет конкретного ограничения на температуру реакции в реакции выше, для увеличения выхода целевого продукта, она предпочтительно составляет 100°C или больше, более предпочтительно 200°C или больше, и особенно предпочтительно 250°C или больше, и с другой стороны, она предпочтительно составляет 400°C или меньше, более предпочтительно 370°C или меньше, и особенно предпочтительно 360°C или меньше, для подавления снижения выхода целевого продукта.Although there is no particular limitation on the reaction temperature in the reaction above, in order to increase the yield of the target product, it is preferably 100°C or more, more preferably 200°C or more, and particularly preferably 250°C or more, and on the other hand, it is preferably is 400° C. or less, more preferably 370° C. or less, and particularly preferably 360° C. or less, in order to suppress the decrease in the yield of the target product.

[0085][0085]

Хотя нет конкретного ограничения на продолжительность контакта в реакции выше, она предпочтительно составляет 0,1 секунд или больше, еще более предпочтительно 1 секунду или больше, и особенно предпочтительно 2 секунды или больше, с целью увеличения выхода целевого продукта, и с другой стороны, она предпочтительно составляет 100 секунд или меньше, более предпочтительно 50 секунд или меньше, и особенно предпочтительно 30 секунд или меньше, для подавления образования побочных продуктов.Although there is no particular limitation on the contact time in the reaction above, it is preferably 0.1 seconds or more, even more preferably 1 second or more, and particularly preferably 2 seconds or more, in order to increase the yield of the target product, and on the other hand, it preferably 100 seconds or less, more preferably 50 seconds or less, and particularly preferably 30 seconds or less, to suppress the formation of by-products.

[0086][0086]

Нет конкретных ограничений на способ получения карбоновой кислоты и/или эфира алкановой кислоты, служащих в качестве исходного соединения реакции выше, и их можно получить известным способом.There are no particular restrictions on the production method of the carboxylic acid and/or alkanoic acid ester serving as the starting compound of the reaction above, and they can be produced by a known method.

Например, в случае метилпропионата, его предпочтительно получают реакцией карбонилирования этилена.For example, in the case of methyl propionate, it is preferably produced by an ethylene carbonylation reaction.

В настоящем изобретении далее будет описана реакция карбонилирования этилена.In the present invention, the ethylene carbonylation reaction will be described next.

[0087][0087]

Реакция представляет собой способ получения метилпропионата реакцией этилена с монооксидом углерода в присутствии катализатора.The reaction is a method for producing methyl propionate by reacting ethylene with carbon monoxide in the presence of a catalyst.

[0088][0088]

Отношение этилена к монооксиду углерода конкретно не ограничено, но предпочтительно составляет 0,01 моль % или больше, более предпочтительно 0,1 моль % или больше, и с другой стороны, s предпочтительно составляет 100 моль % или меньше, и еще более предпочтительно 10 моль % или меньше.The ratio of ethylene to carbon monoxide is not particularly limited, but is preferably 0.01 mol% or more, more preferably 0.1 mol% or more, and on the other hand, s is preferably 100 mol% or less, and even more preferably 10 mol % or less.

[0089][0089]

Температура реакции конкретно не ограничена, но предпочтительно составляет 20°C или больше, более предпочтительно 40°C или больше, особенно предпочтительно 70°C или больше, тогда как предпочтительно составляет 250°C или меньше, еще более предпочтительно 150°C или меньше и особенно предпочтительно 120°C или меньше.The reaction temperature is not particularly limited, but is preferably 20°C or more, more preferably 40°C or more, particularly preferably 70°C or more, while preferably 250°C or less, even more preferably 150°C or less, and particularly preferably 120° C. or less.

[0090][0090]

Продолжительность реакции конкретно не ограничена, но предпочтительно составляет 0,1 часа или больше и 100 часов или меньше.The reaction time is not particularly limited, but is preferably 0.1 hour or more and 100 hours or less.

[0091][0091]

Катализатор конкретно не ограничен при условии, что он представляет собой катализатор, обеспечивающий реакцию карбонилирования этилена, и можно применять известный катализатор.The catalyst is not particularly limited as long as it is a catalyst for producing an ethylene carbonylation reaction, and a known catalyst can be used.

Его примеры включают палладиевый катализатор, содержащий фосфиновый лиганд и подобные.Examples thereof include a phosphine ligand containing palladium catalyst and the like.

Конкретные примеры данного катализатора включают, например, катализатор, описанный в JP-A-10-511034.Specific examples of this catalyst include, for example, the catalyst described in JP-A-10-511034.

Кроме того, данный катализатор можно получить известным способом.In addition, this catalyst can be obtained in a known manner.

[0092][0092]

Кроме того, предпочтительно проводить реакцию выше в присутствии спирта.In addition, it is preferable to carry out the above reaction in the presence of an alcohol.

[0093][0093]

Нет конкретных ограничений на спирт, и его примеры включают метанол, этанол, пропанол, 2-пропанол, 2-бутанол или трет-бутиловый спирт, и среди них, метанол или этанол является предпочтительными.There is no particular restriction on the alcohol, and examples thereof include methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, 2-butanol or tert-butyl alcohol, and among them, methanol or ethanol is preferred.

Следует отметить, что 1 вид спиртов можно применять отдельно, или 2 или больше видов спирта можно применять в комбинации.It should be noted that 1 kind of alcohol can be used alone, or 2 or more kinds of alcohol can be used in combination.

[0094][0094]

Отношение этилена к спирту конкретно не ограничено, но предпочтительно составляет 0,01 моль % или больше, более предпочтительно 0,1 моль % или больше, и с другой стороны, предпочтительно составляет 100 моль % или меньше, и еще более предпочтительно 10 моль % или меньше.The ratio of ethylene to alcohol is not particularly limited, but is preferably 0.01 mol% or more, more preferably 0.1 mol% or more, and on the other hand, it is preferably 100 mol% or less, and even more preferably 10 mol% or less.

[0095][0095]

Монооксид углерода можно подавать в комбинации с инертным газом в реакции.Carbon monoxide can be fed in combination with an inert gas to the reaction.

Примеры данного инертного газа включают водород, азот, диоксид углерода и аргон.Examples of this inert gas include hydrogen, nitrogen, carbon dioxide and argon.

[0096][0096]

Метилметакрилат можно получить способом, описанным выше, но обычно, примеси содержатся в полученном метилметакрилате.Methyl methacrylate can be obtained by the method described above, but usually, impurities are contained in the obtained methyl methacrylate.

Следовательно, для удаления примесей, предпочтительно очищать полученный метилметакрилат известным способом, таким как перегонка.Therefore, in order to remove impurities, it is preferable to purify the resulting methyl methacrylate by a known method such as distillation.

Следует отметить, что условия очистки можно регулировать, при необходимости.It should be noted that the cleaning conditions can be adjusted, if necessary.

ПримерыExamples

[0097][0097]

В настоящем изобретении далее, настоящее изобретение будет подробно описано в примерах и сравнительных примерах, но настоящее изобретение не ограничивается следующими примерами.In the present invention, hereinafter, the present invention will be described in detail in examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[0098][0098]

В следующих примерах, BET удельная площадь поверхности носителя и катализатора представляет собой величину, рассчитанную BET способ по одной точке, применяя прибор для измерения адсорбции азота (торговое название: Macsorb, изготовленный Mountech Co., Ltd.).Количество силанольных групп (D (Si-OH)) на единицу поверхности носителя и катализатора рассчитывали, исходя из следующей формулы (3) из величины снижения веса при 180°C-950°C в условиях скорости повышения температуры 10°C/мин в потоке воздуха, применяя термогравиметрический дифференциальный термический анализатор (изготовленный Rigaku Co., Ltd., номер модели:TG8120). In the following examples, the BET specific surface area of the carrier and the catalyst is a value calculated by the BET method at one point using a nitrogen adsorption meter (trade name: Macsorb, manufactured by Mountech Co., Ltd.). The amount of silanol groups (D (Si -OH)) per unit area of carrier and catalyst was calculated from the following formula (3) from the amount of weight loss at 180°C-950°C under conditions of a temperature rise rate of 10°C/min in air flow using a thermogravimetric differential thermal analyzer (manufactured by Rigaku Co., Ltd., model number: TG8120).

[0099][0099]

D(Si-OH) = 2×NA×1/18×Δwt/100×1/SA, формула (3)D(Si-OH) = 2×N A ×1/18×Δwt/100×1/SA, formula (3)

[0100][0100]

NA: постоянная Авогадро (6,02×1023 (моль-1)N A : Avogadro's constant (6.02×10 23 (mol -1 )

Δwt: % потеря веса с 180°C до 950°CΔwt: % weight loss from 180°C to 950°C

SA: BET удельная площадь поверхности (м2/г).SA: BET specific surface area (m 2 /g).

[0101][0101]

Кроме того, молярное отношение элемента - щелочного металла к первому металлическому элементу рассчитывали из содержания первого металлического элемента и элемента - щелочного металла, измеренных рентгенофлуоресцентным анализом.In addition, the molar ratio of the alkali metal element to the first metal element was calculated from the content of the first metal element and the alkali metal element measured by X-ray fluorescence analysis.

[0102][0102]

Кроме того, в некоторых примерах проводили испытание на износ катализатора.In addition, in some examples, a catalyst wear test was performed.

Конкретно, азот пропускали через водонасыщающий насос, нагретый до 92°C, со скоростью потока 20 мл/мин и, кроме того, пропускали через трубку, нагретую до 385°C, заполненную 1 г катализатора, и BET удельную площадь поверхности катализатора измеряли через 7 дней и 28 дней испытания, и степень уменьшения BET удельной площади поверхности рассчитывали по следующей формула (4).Specifically, nitrogen was passed through a water-saturated pump heated to 92°C at a flow rate of 20 ml/min, and further passed through a tube heated to 385°C filled with 1 g of catalyst, and the BET specific surface area of the catalyst was measured after 7 days and 28 days of testing, and the reduction rate of BET specific surface area was calculated by the following formula (4).

Примеры и сравнительные примеры с результатами испытания на разрушение катализатора в таблице 1 представляют собой объекты, для которых проводили испытания на разрушение катализатора.The examples and comparative examples with the results of the catalyst failure test in Table 1 are the objects on which the catalyst failure tests were carried out.

[0103][0103]

(BET удельная площадь поверхности катализатора после 28 дней испытания-BET удельная площадь поверхности катализатора после 21 дня испытания)/(BET удельная площадь поверхности катализатора после 7 дней испытания)×100, формула (4) (BET specific surface area of catalyst after 28 days of testing-BET specific surface area of catalyst after 21 days of testing)/(BET specific surface area of catalyst after 7 days of testing)×100, formula (4)

[0104][0104]

<Пример 1><Example 1>

4,5 г дигидрата оксинитрата циркония (Kishida Chemical, Special Grade) растворяли в 135 мл метанола (Nacalai Tesque, Special Grade) и выдерживали в течение 24 часов.4.5 g of zirconium oxynitrate dihydrate (Kishida Chemical, Special Grade) was dissolved in 135 ml of methanol (Nacalai Tesque, Special Grade) and aged for 24 hours.

В данный раствор погружали 60 г CARiACT Q-10 (торговое название, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., размер частиц 1,7-4 мм, средний диаметр пор: 10 нм), применяемый в качестве носителя, выдерживали в течение 3,5 часов, и растворитель упаривали, применяя роторный испаритель.60 g of CARiACT Q-10 (trade name, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., particle size 1.7-4 mm, average pore diameter: 10 nm) used as a carrier was immersed in this solution, kept for 3, 5 hours and the solvent was evaporated using a rotary evaporator.

Следует отметить, что средний размер частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составлял 0,8 нм.It should be noted that the average particle size of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed was 0.8 nm.

После этого, сушку проводили при 120°C в течение 14 часов, получая первый твердый остаток.After that, drying was carried out at 120°C for 14 hours, obtaining the first solid residue.

Из полученного первого твердого остатка, 30 г погружали в раствор, в котором 4,8 г карбоната цезия (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Class 1) растворяли в 65 мл метанола в течение 3,5 часов, и второй твердый остаток и раствор разделяли фильтрованием.Of the obtained first solid residue, 30 g was immersed in a solution in which 4.8 g of cesium carbonate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Class 1) was dissolved in 65 ml of methanol for 3.5 hours, and the second solid residue and solution separated by filtration.

Катализатор получали сушкой второго твердого остатка при 120°C в течение 14 часов.The catalyst was obtained by drying the second solid residue at 120°C for 14 hours.

Следует отметить, что размер частиц циркониевого соединения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.It should be noted that the particle size of the zirconium catalyst compound was 0.8 nm-5 nm.

[0105][0105]

Затем, приблизительно 3 г полученного катализатора загружали в реактор.Then, approximately 3 g of the resulting catalyst was loaded into the reactor.

После этого, при нормальном давлении, реакционную жидкость, имеющую молярное отношение метилпропионата, метанола, формальдегида и воды 1:1,40:0,19:0,5, пропускали через испаритель при 300°C при расходе подаваемой жидкости 0,034 мл/мин и пропускали через реактор при 330°C в течение 16 часов.Thereafter, under normal pressure, a reaction liquid having a molar ratio of methyl propionate, methanol, formaldehyde and water of 1:1.40:0.19:0.5 was passed through an evaporator at 300° C. at a liquid supply rate of 0.034 ml/min, and passed through the reactor at 330°C for 16 hours.

После этого, при нормальном давлении реакционную жидкость с исходным соединением, имеющую молярное отношение метилпропионата, метанола, формальдегида и воды 1:0,64:0,27:0,01, пропускали через испаритель при 300°C и подавали в реактор при 330°C.After that, at normal pressure, the reaction liquid with the starting compound having a molar ratio of methyl propionate, methanol, formaldehyde and water of 1:0.64:0.27:0.01 was passed through an evaporator at 300°C and fed into the reactor at 330° C.

Реакционную жидкость с исходным соединение варьировали скоростью подачи сырья в пяти точках между 0,034 и 0,35 мл/мин, и извлекали охлаждением и конденсированием пара на выходе из реактора при каждой скорости подачи.The reaction liquid with the starting compound was varied in the feed rate at five points between 0.034 and 0.35 ml/min, and recovered by cooling and condensing the steam at the outlet of the reactor at each feed rate.

Полученный реакционный раствор анализировали, применяя газовую хроматографию (Shimadzu Corporation, торговое название: GC-2010), рассчитывая выход и селективность метакриловой кислоты и метилметакрилата при расходе подаваемой жидкости 0,16 мл/мин по следующим формулам (5) и (6), соответственно.The resulting reaction solution was analyzed using gas chromatography (Shimadzu Corporation, trade name: GC-2010) to calculate the yield and selectivity of methacrylic acid and methyl methacrylate at a liquid flow rate of 0.16 ml/min using the following formulas (5) and (6), respectively .

Полученные результаты показаны в таблице 1. The results obtained are shown in Table 1.

[0106][0106]

(Выход метакриловой кислоты и метилметакрилата)=(молярное количество полученных метакриловой кислоты и метилметакрилата)/(молярное количество подаваемого метилпропионата), (формула (5))(Yield of methacrylic acid and methyl methacrylate)=(molar amount of methacrylic acid and methyl methacrylate produced)/(molar amount of methyl propionate supplied), (formula (5))

[0107][0107]

(Селективность метакриловой кислоты и метилметакрилата)=(выход метакриловой кислоты и метилметакрилата)/(степень конверсии метилпропионата)・・・формула (6)(Selectivity of methacrylic acid and methyl methacrylate)=(yield of methacrylic acid and methyl methacrylate)/(methyl propionate conversion rate)・・・formula (6)

[0108][0108]

<Примеры 2-7><Examples 2-7>

Селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата рассчитывали получением метакриловой кислоты и метилметакрилата тем же способом, как в примере 1, за исключением того, что катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величинами, показанными в таблице 1.The selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate were calculated by preparing methacrylic acid and methyl methacrylate in the same manner as in Example 1, except that the catalyst obtained by adjusting the amount of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing became the values shown in table 1.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0109][0109]

<Пример 8><Example 8>

Селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата рассчитывали получением метакриловой кислоты и метилметакрилата тем же способом, как в примере 1, за исключением того, что количество применяемого карбоната цезия заменяли на 4,6г, и катализатор получали упариванием растворителя, применяя роторный испаритель, вместо применения разделения второго твердого остатка и жидкости фильтрованием.The selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate was calculated by preparing methacrylic acid and methyl methacrylate in the same manner as in Example 1, except that the amount of cesium carbonate used was changed to 4.6 g, and the catalyst was prepared by evaporating the solvent using a rotary evaporator instead of using separation second solid residue and liquid by filtration.

Следует отметить, что средний размер частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составлял 0,8 нм.It should be noted that the average particle size of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed was 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0110][0110]

<Примеры 9-15><Examples 9-15>

Селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата рассчитывали получением метакриловой кислоты и метилметакрилата тем же способом, как в примере 8, за исключением того, что катализатор получали регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величинами, показанными в таблице 1.The selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate were calculated by preparing methacrylic acid and methyl methacrylate in the same manner as in Example 8, except that the catalyst was prepared by adjusting the amount of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing became the values shown in table 1.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0111][0111]

<Пример 16><Example 16>

7,3 г дигидрата оксинитрата циркония (Kishida Chemical, Special Grade) растворяли в 57 мл метанола (Nacalai Tesque, Special Grade) и выдерживали в течение 24 часа.7.3 g of zirconium oxynitrate dihydrate (Kishida Chemical, Special Grade) was dissolved in 57 ml of methanol (Nacalai Tesque, Special Grade) and aged for 24 hours.

Данный раствор импрегнировали на 60 г CARiACT Q-10 (торговое название, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., размер частиц 1,7-4 мм, средний диаметр пор: 10 нм) способом наполнения пор.This solution was impregnated onto 60 g of CARiACT Q-10 (trade name, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., particle size 1.7-4 mm, average pore diameter: 10 nm) by the pore filling method.

Следует отметить, что средний размер частиц оксинитрата циркония в метаноле, при импрегнировании на носитель, составлял 0,8 нм.It should be noted that the average particle size of zirconium oxynitrate in methanol, when impregnated onto the support, was 0.8 nm.

После этого, сушку проводили при 120°C в течение 14 часов, получая первый твердый остаток.After that, drying was carried out at 120°C for 14 hours, obtaining the first solid residue.

Из полученного первого твердого остатка, раствор, полученный растворением 7,0 г карбоната цезия в 29 мл метанола, импрегнировали, применяя способ заполнения пор относительно 30 г.From the obtained first solid residue, a solution obtained by dissolving 7.0 g of cesium carbonate in 29 ml of methanol was impregnated using the pore filling method with respect to 30 g.

После этого, катализатор получали проведением сушки в течение 14 часов при 120°CAfter that, the catalyst was obtained by drying for 14 hours at 120°C

Следует отметить, что размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.It should be noted that the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm-5 nm.

После этого, метакриловую кислоту и метилметакрилат получали тем же способом, как в примере 1, рассчитывая селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата.After that, methacrylic acid and methyl methacrylate were obtained in the same way as in example 1, calculating the selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0112][0112]

<Примеры 17-21><Examples 17-21>

Вместо CARiACT Q-10, CARiACT Q15 (торговое название, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., размер частиц: 1,7 мм-4 мм, средний диаметр пор: 15 нм) применяли в качестве носителя, и кроме того, катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становились величиной, показанной в таблице 1, применяли в качестве носителя, и метакриловую кислоту и метилметакрилат получали тем же способом, как в примере 1, рассчитывая селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата.Instead of CARiACT Q-10, CARiACT Q15 (trade name, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., particle size: 1.7 mm-4 mm, average pore diameter: 15 nm) was used as a support, and in addition, a catalyst obtained by adjusting the amount of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing becomes the value shown in Table 1, used as a carrier, and methacrylic acid and methyl methacrylate were obtained in the same manner as in Example 1, calculating the selectivity and yield methacrylic acid and methyl methacrylate.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0113][0113]

<Примеры 22-27><Examples 22-27>

Вместо CARiACT Q-10, CARiACT Q15C (торговое название, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., размер частиц: 1,7 мм-4 мм, средний диаметр пор: 15 нм) применяли в качестве носителя, и кроме того, катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величиной, показанной в таблице 1, применяли в качестве носителя, и метакриловую кислоту и метилметакрилат получали тем же способом, как в примере 1, рассчитывая селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата.Instead of CARiACT Q-10, CARiACT Q15C (trade name, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., particle size: 1.7 mm-4 mm, average pore diameter: 15 nm) was used as a carrier, and in addition, a catalyst obtained by adjusting the amount of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing becomes the value shown in Table 1, was used as a carrier, and methacrylic acid and methyl methacrylate were obtained in the same manner as in Example 1, calculating the selectivity and yield methacrylic acid and methyl methacrylate.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0114][0114]

<Примеры 28-32><Examples 28-32>

Вместо CARiACT Q-10, CARiACT Q30 (торговое название, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., размер частиц: 1,7 мм-4 мм, средний диаметр пор: 30 нм) применяли в качестве носителя, и катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величиной, показанной в таблице 1, применяли в качестве носителя, и метакриловую кислоту и метилметакрилат получали тем же способом, как в примере 1, рассчитывая селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата.Instead of CARiACT Q-10, CARiACT Q30 (trade name, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., particle size: 1.7 mm-4 mm, average pore diameter: 30 nm) was used as a support, and a catalyst obtained by controlling the amount zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing becomes the value shown in Table 1, was used as a carrier, and methacrylic acid and methyl methacrylate were obtained in the same manner as in Example 1, calculating the selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate .

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0115][0115]

<Примеры 33-39><Examples 33-39>

Вместо CARiACT Q-10, CARiACT Q30C (торговое название, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., размер частиц: 1,7 мм-4 мм, средний диаметр пор: 30 нм) применяли в качестве носителя, и катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величиной, показанной в таблице 1, применяли в качестве носителя, и метакриловую кислоту и метилметакрилат получали тем же способом, как в примере 1, рассчитывая селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата.Instead of CARiACT Q-10, CARiACT Q30C (trade name, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., particle size: 1.7 mm-4 mm, average pore diameter: 30 nm) was used as a support, and a catalyst obtained by controlling the amount zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing becomes the value shown in Table 1 was used as a carrier, and methacrylic acid and methyl methacrylate were obtained in the same manner as in Example 1, calculating the selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0116][0116]

<Сравнительный пример 1><Comparative Example 1>

Селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата рассчитывали получением метакриловой кислоты и метилметакрилата тем же способом, как в примере 1, за исключением того, что катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величинами, показанными в таблице 1.The selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate were calculated by preparing methacrylic acid and methyl methacrylate in the same manner as in Example 1, except that the catalyst obtained by adjusting the amount of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing became the values shown in table 1.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1. The results obtained are shown in Table 1.

[0117][0117]

<Сравнительный пример 2><Comparative Example 2>

Селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата рассчитывали получением метакриловой кислоты и метилметакрилата тем же способом, как в примере 26, за исключением того, что катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величинами, показанными в таблице 1.The selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate were calculated by preparing methacrylic acid and methyl methacrylate in the same manner as in Example 26, except that the catalyst obtained by adjusting the amounts of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing became the values shown in table 1.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1. The results obtained are shown in Table 1.

[0118][0118]

<Сравнительный пример 3><Comparative Example 3>

Селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата рассчитывали получением метакриловой кислоты и метилметакрилата тем же способом, как в примере 39, за исключением того, что катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величинами, показанными в таблице 1.The selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate were calculated by preparing methacrylic acid and methyl methacrylate in the same manner as in Example 39, except that the catalyst obtained by adjusting the amount of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing became the values shown in table 1.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1. The results obtained are shown in Table 1.

[0119][0119]

<Пример 40><Example 40>

5,4 г дигидрата оксинитрата циркония (Kishida Chemical, Special Grade) растворяли в 125 мл метанола (Nacalai Tesque, Special Grade) и выдерживали в течение 24 часов.5.4 g of zirconium oxynitrate dihydrate (Kishida Chemical, Special Grade) was dissolved in 125 ml of methanol (Nacalai Tesque, Special Grade) and aged for 24 hours.

Данный раствор импрегнировали на 130 г CARiACT Q-10 (торговое название, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., размер частиц 1,7-4 мм, средний диаметр пор: 10 нм) способом наполнения пор.This solution was impregnated onto 130 g of CARiACT Q-10 (trade name, Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., particle size 1.7-4 mm, average pore diameter: 10 nm) by the pore filling method.

Следует отметить, что средний размер частиц оксинитрата циркония в метаноле при импрегнировании на носитель составлял 0,8 нм.It should be noted that the average particle size of zirconium oxynitrate in methanol upon impregnation onto the support was 0.8 nm.

После этого, сушку проводили при 120°C в течение 14 часа, получая первый твердый остаток.After that, drying was carried out at 120°C for 14 hours, obtaining the first solid residue.

Из полученного первого твердого остатка, раствор, полученный растворением 1,9 г карбоната цезия (Wako Pure Chemical Industries, 1ый класс) в 29 мл метанола, импрегнировали, применяя способ заполнения пор относительно 30 г.From the obtained first solid residue, a solution obtained by dissolving 1.9 g of cesium carbonate (Wako Pure Chemical Industries, Grade 1) in 29 ml of methanol was impregnated using the pore filling method with respect to 30 g.

После этого, после проведения сушки в течение 14 часа при 120°C, катализатор получали проведением прокаливания в течение 3 часов при 600°C.Thereafter, after drying for 14 hours at 120°C, the catalyst was obtained by carrying out calcination for 3 hours at 600°C.

Следует отметить, что размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.It should be noted that the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm-5 nm.

[0120][0120]

Затем, приблизительно 3 г полученного катализатора загружали в реактор.Then, approximately 3 g of the resulting catalyst was loaded into the reactor.

После этого, при нормальном давлении реакционную жидкость, имеющую молярное отношение метилпропионата, метанола, формальдегида и воды 1:1,40:0,19:0,5, пропускали через испаритель при 300°C при расходе подаваемой жидкости 0,034 мл/мин и пропускали через реактор при 350°C в течение 16 часов.Thereafter, under normal pressure, the reaction liquid having a molar ratio of methyl propionate, methanol, formaldehyde and water of 1:1.40:0.19:0.5 was passed through an evaporator at 300° C. at a flow rate of 0.034 ml/min, and passed through the reactor at 350°C for 16 hours.

После этого, при нормальном давлении реакционную жидкость с исходными соединениями, имеющую молярное отношение метилпропионата, метанола, формальдегида и воды 1:1,40:0,19:0,5, пропускали через испаритель при 300°C и подавали в реактор при 350°C.After that, at normal pressure, the reaction liquid with the starting compounds, having a molar ratio of methyl propionate, methanol, formaldehyde and water of 1:1.40:0.19:0.5, was passed through an evaporator at 300°C and fed into the reactor at 350° C.

Реакционную жидкость с исходными соединениями варьировали скоростью потока сырья в пяти точках от 0,35 до 0,034 мл/мин, и извлекали охлаждением и конденсацией пара на выходе из реактора при каждой скорости подачи.The reaction liquid with the starting compounds was varied in the feed flow rate at five points from 0.35 to 0.034 ml/min, and was recovered by cooling and condensing the steam at the reactor outlet at each feed rate.

Полученный реакционный раствор анализировали, применяя газовую хроматографию (Shimadzu Corporation, торговое название: GC-2010), рассчитывая выход и селективность метакриловой кислоты и метилметакрилата при расходе подаваемой жидкости 0,16 мл/мин, соответственно.The resulting reaction solution was analyzed using gas chromatography (Shimadzu Corporation, trade name: GC-2010) to calculate the yield and selectivity of methacrylic acid and methyl methacrylate at a flow rate of 0.16 ml/min, respectively.

Полученные результаты показаны в таблице 1 The results obtained are shown in Table 1

[0121][0121]

<Примеры 41-42><Examples 41-42>

Селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата рассчитывали получением метакриловой кислоты и метилметакрилата тем же способом, как в примере 40, за исключением того, что катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величинами, показанными в таблице 1The selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate were calculated by preparing methacrylic acid and methyl methacrylate in the same manner as in Example 40, except that the catalyst obtained by adjusting the amount of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing became the values shown in table 1

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1. The results obtained are shown in Table 1.

[0122][0122]

<Примеры 43-45><Examples 43-45>

Вместо метанола, воду применяли в качестве растворителя, и кроме того, катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величиной, показанной в таблице 1, применяли в качестве носителя, и метакриловую кислоту и метилметакрилат получали тем же способом, как в примере 40, рассчитывая селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата.Instead of methanol, water was used as a solvent, and in addition, a catalyst obtained by adjusting the amount of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing became the value shown in Table 1 was used as a carrier, and methacrylic acid and methyl methacrylate was obtained in the same way as in example 40, calculating the selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 0,8 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 0.8 nm.

Кроме того, размер частиц циркониевого соединения после получения катализатора составлял 0,8 нм-5 нм.In addition, the particle size of the zirconium compound after the preparation of the catalyst was 0.8 nm to 5 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0123][0123]

<Примеры 46-49><Examples 46-49>

Продолжительность пребывания оксинитрата циркония в метаноле заменяли с 24 часов на 15 минут, и кроме того, катализатор, полученный регулированием количества дигидрата оксинитрата циркония и карбоната цезия так, чтобы отношение циркония и цезия после закрепления становилось величиной, показанной в таблице 1, применяли в качестве носителя, и метакриловую кислоту и метилметакрилат получали тем же способом, как в примере 42, рассчитывая селективность и выход метакриловой кислоты и метилметакрилата.The residence time of zirconium oxynitrate in methanol was changed from 24 hours to 15 minutes, and in addition, the catalyst obtained by adjusting the amount of zirconium oxynitrate dihydrate and cesium carbonate so that the ratio of zirconium and cesium after fixing became the value shown in Table 1 was used as a support , and methacrylic acid and methyl methacrylate were obtained in the same way as in example 42, calculating the selectivity and yield of methacrylic acid and methyl methacrylate.

Следует отметить, что оба средних размера частиц оксинитрата циркония в метаноле, когда погружали носитель, составляли 10-50 нм.It should be noted that both average particle sizes of zirconium oxynitrate in methanol when the support was immersed were 10-50 nm.

Полученные результаты показаны в таблице 1.The results obtained are shown in Table 1.

[0124][0124]

[Таблица 1][Table 1]

[0125][0125]

В таблице 1, Cs (% по весу) представляет собой долю цезия относительно суммарной массы каталитического компонента и носителя, Zr (% по весу) представляет собой долю циркония относительно суммарной массы каталитического компонента и носителя, и Cs/Zr молярное отношение X представляет собой молярное отношение цезия к цирконию в каталитическом компоненте.In Table 1, Cs (% by weight) is the proportion of cesium relative to the total weight of the catalyst component and support, Zr (% by weight) is the proportion of zirconium relative to the total mass of the catalyst component and support, and Cs/Zr molar ratio X is the molar the ratio of cesium to zirconium in the catalytic component.

Кроме того, MMA+MAA выход (%) и MMA+MAA селективность (%) представляют собой выходи селективность метилметакрилата и метакриловой кислоты, соответственно.In addition, MMA+MAA yield (%) and MMA+MAA selectivity (%) are the yield selectivity of methyl methacrylate and methacrylic acid, respectively.

[0126][0126]

Как видно из результатов таблицы 1, можно видеть, что по сравнению со сравнительными примерами 1-3, применяя катализатор, который не удовлетворяет приведенной выше формуле (1), селективность метакриловой кислоты и метилметакрилата значительно улучшается, применяя катализатор, удовлетворяющий требованиям формулы (1) выше.As can be seen from the results of Table 1, it can be seen that, compared with Comparative Examples 1 to 3, by using a catalyst that does not satisfy the formula (1) above, the selectivity of methacrylic acid and methyl methacrylate is significantly improved by using a catalyst that satisfies the requirements of formula (1) higher.

Claims (24)

1. Способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты реакцией карбоновой кислоты и/или эфира карбоновой кислоты с формальдегидом в присутствии катализатора, причем катализатор содержит:1. A method for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an ester of an unsaturated carboxylic acid by reacting a carboxylic acid and/or an ester of a carboxylic acid with formaldehyde in the presence of a catalyst, wherein the catalyst contains: (i) соединение, содержащее по меньшей мере один первый металлический элемент, выбранный из бора, магния, циркония и гафния, и (i) a compound containing at least one first metallic element selected from boron, magnesium, zirconium and hafnium, and (ii) элемент - щелочной металл, (ii) the element is an alkali metal, где соединение и элемент - щелочной металл наносят на носитель, содержащий силанольные группы,where the compound and the alkali metal element are applied to a carrier containing silanol groups, средний размер частиц соединения первого металлического элемента составляет 0,4 нм или больше и 50 нм или меньше, the average particle size of the compound of the first metal element is 0.4 nm or more and 50 nm or less, катализатор удовлетворяет следующей формуле (1):the catalyst satisfies the following formula (1): , , в которой X представляет собой молярное отношение элемента - щелочного металла по меньшей мере к одному первому металлическому элементу в катализаторе, Y представляет собой удельную площадь поверхности катализатора по BET (м2/г), и Z представляет собой количество силанольных групп на единицу площади (количество/нм2).in which X is the molar ratio of the alkali metal element to at least one first metal element in the catalyst, Y is the BET specific surface area of the catalyst (m 2 /g), and Z is the number of silanol groups per unit area (amount /nm 2 ). 2. Способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты по п. 1, где молярное отношение X элемента - щелочного металла к первому металлическому элементу составляет 1,3 или больше и 6,0 или меньше.2. The process for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid ester according to claim 1, wherein the molar ratio of X of the alkali metal element to the first metal element is 1.3 or more and 6.0 or less. 3. Способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты по п. 1 или 2, где элемент - щелочной металл содержит цезий.3. The method for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an ester of an unsaturated carboxylic acid according to claim 1 or 2, where the alkali metal element contains cesium. 4. Способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты по любому из пп. 1-3, где первый металлический элемент содержит цирконий.4. A method for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an ester of an unsaturated carboxylic acid according to any one of paragraphs. 1-3, where the first metal element contains zirconium. 5. Способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты по п. 1, где катализатор содержит:5. A method for producing an unsaturated carboxylic acid and / or an ester of an unsaturated carboxylic acid according to claim 1, where the catalyst contains: (i) соединение, содержащее по меньшей мере один первый металлический элемент, выбранный из бора, магния, циркония и гафния, и(i) a compound containing at least one first metallic element selected from boron, magnesium, zirconium and hafnium, and (ii) элемент - щелочной металл, при этом данное соединение и элемент - щелочной металл нанесены на носителе,(ii) an alkali metal element, wherein the compound and the alkali metal element are supported on a carrier, причем катализатор получают способом, который включает:moreover, the catalyst is obtained by a method that includes: импрегнирование носителя раствором или дисперсией, содержащей нитрат первого металлического элемента, с получением первого твердого остатка, иimpregnating the carrier with a solution or dispersion containing the nitrate of the first metal element to form a first solid residue, and импрегнирование первого твердого остатка раствором или дисперсией, содержащей карбонат щелочного металла, с получением второго твердого остатка,impregnating the first solid residue with a solution or dispersion containing an alkali metal carbonate to obtain a second solid residue, где средний размер частиц соединения первого металлического элемента составляет 0,4 нм или больше и 50 нм или меньше, иwhere the average particle size of the compound of the first metal element is 0.4 nm or more and 50 nm or less, and катализатор удовлетворяет следующей формуле (2):the catalyst satisfies the following formula (2): , , в которой X’ представляет собой молярное отношение элемента - щелочного металла по меньшей мере к одному первому металлическому элементу в катализаторе, Y’ представляет собой удельную площадь поверхности катализатора по BET (м2/г), и Z’ представляет собой количество силанольных групп на единицу площади (количество/нм2).in which X' is the molar ratio of the alkali metal element to at least one first metal element in the catalyst, Y' is the BET specific surface area of the catalyst (m 2 /g), and Z' is the number of silanol groups per unit area (number/nm 2 ). 6. Способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты по п. 5, где растворитель раствора или дисперсии, содержащей нитрат первого металлического элемента, содержит спирт.6. The method for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an ester of an unsaturated carboxylic acid according to claim 5, wherein the solvent of the solution or dispersion containing the nitrate of the first metal element contains an alcohol. 7. Способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты по п. 5 или 6, где первый металлический элемент представляет собой цирконий.7. A process for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an unsaturated carboxylic acid ester according to claim 5 or 6, wherein the first metal element is zirconium. 8. Способ получения ненасыщенной карбоновой кислоты и/или эфира ненасыщенной карбоновой кислоты по любому из пп. 5-7, где элемент - щелочной металл представляет собой цезий. 8. A method for producing an unsaturated carboxylic acid and/or an ester of an unsaturated carboxylic acid according to any one of paragraphs. 5-7, where the element - alkali metal is cesium.
RU2021129523A 2019-03-12 2020-03-11 Catalyst, method for obtaining catalyst and method for producing unsaturated carboxylic acid and/or unsaturated carboxylic acid ether RU2801149C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-044999 2019-03-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021129523A RU2021129523A (en) 2023-04-12
RU2801149C2 true RU2801149C2 (en) 2023-08-02

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999052628A1 (en) * 1998-04-08 1999-10-21 Ineos Acrylics Uk Limited Production of unsaturated acids or esters thereof and catalysts therefor
JP2009126846A (en) * 2007-11-27 2009-06-11 Nippon Shokubai Co Ltd METHOD FOR PRODUCING alpha-UNSATURATED CYCLIC ETHER HAVING FIVE-MEMBERED RING STRUCTURE
JP2011224536A (en) * 2010-03-31 2011-11-10 Nippon Shokubai Co Ltd Catalyst for dehydrating glycerin, method of producing acrolein using the catalyst, method of producing acrylic acid, and method of producing hydrophilic resin
JP2015205842A (en) * 2014-04-22 2015-11-19 住友化学株式会社 Method for producing compound and/or diene having acetylene bond
RU2582603C2 (en) * 2010-11-11 2016-04-27 ЛУСАЙТ ИНТЕРНЭШНЛ ЮКей ЛИМИТЕД Method of producing ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters thereof and catalyst thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999052628A1 (en) * 1998-04-08 1999-10-21 Ineos Acrylics Uk Limited Production of unsaturated acids or esters thereof and catalysts therefor
RU2203731C2 (en) * 1998-04-08 2003-05-10 ЛУСАЙТ ИНТЕРНЕЙШНЛ Ю Кей ЛИМИТЕД Method for production of unsaturated acids or their esters and appropriate catalysts
JP2009126846A (en) * 2007-11-27 2009-06-11 Nippon Shokubai Co Ltd METHOD FOR PRODUCING alpha-UNSATURATED CYCLIC ETHER HAVING FIVE-MEMBERED RING STRUCTURE
JP2011224536A (en) * 2010-03-31 2011-11-10 Nippon Shokubai Co Ltd Catalyst for dehydrating glycerin, method of producing acrolein using the catalyst, method of producing acrylic acid, and method of producing hydrophilic resin
RU2582603C2 (en) * 2010-11-11 2016-04-27 ЛУСАЙТ ИНТЕРНЭШНЛ ЮКей ЛИМИТЕД Method of producing ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters thereof and catalyst thereof
JP2015205842A (en) * 2014-04-22 2015-11-19 住友化学株式会社 Method for producing compound and/or diene having acetylene bond

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11602733B2 (en) Catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters
KR870000768B1 (en) Process for preparing a diester of oxalic acid
JP6007167B2 (en) Fischer-Tropsch synthesis catalyst production method and hydrocarbon production method
US20210387165A1 (en) Catalyst, method for preparing catalyst, and method for producing unsaturated carboxylic acid and/or unsaturated carboxylic acid ester
JP2019535492A (en) Method for producing oxidative dehydrogenation catalyst using hydrothermal treatment and peroxide treatment
JP6708727B2 (en) Method for producing silica-supported alkali metal catalysts
JP2009502450A (en) Process for the preparation of a Fischer-Tropsch catalyst having high mechanical, thermal and chemical stability
CN1121701A (en) Catalyst for producing synthesis gas
CN112930333A (en) Method for producing alcohol and catalyst for alcohol production
RU2801149C2 (en) Catalyst, method for obtaining catalyst and method for producing unsaturated carboxylic acid and/or unsaturated carboxylic acid ether
TWI557104B (en) A mixed oxide catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters
JP6169613B2 (en) Process for producing ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters and catalyst therefor
WO2014046009A1 (en) Fischer-tropsch synthesis catalyst, method for producing same, and method for producing hydrocarbon
US11806694B2 (en) Catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters
JP7472733B2 (en) Method for regenerating catalyst for alcohol production
JP7250277B2 (en) Method for producing isobutylene
JP2022524605A (en) Catalysts and methods for the formation of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters
JP4895251B2 (en) Method for producing catalyst for production of methacrylic acid ester
TW202010731A (en) A catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters
BR112020004960B1 (en) CATALYST, MODIFIED SILICA SUPPORT FOR A CATALYST, AND METHODS OF PRODUCING A MODIFIED SILICA SUPPORT, A CATALYST AND AN ETHYLENICALLY UNSATURATED CARBOXYLIC ACID OR ESTER
JPWO2020183193A5 (en)