WO2004101499A1 - Process for producing (meth)acrylonitrile - Google Patents

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Taizou Matsueda
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Nobuji Kishimoto
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing (meth) acrylonitrile by an ammoxidation method in which at least one kind of saturated hydrocarbon selected from the group consisting of propane and isobutane is brought into gaseous phase contact with molecular oxygen and ammonia.
  • Method acrylonitrile is produced in large quantities as an intermediate raw material for various industrial products, mainly synthetic fibers and synthetic resins.
  • an ammoxidation method in which a gas phase is contacted with molecular oxygen and ammonia is known.
  • the catalyst system used for producing (meth) atalylonitrile from propane or isobutane by the so-called ammoxidation method includes Sb-U-based oxide catalyst (JP-B-47-14371) and Sb-Sn-based oxide catalyst.
  • V-Sb-based oxide catalysts JP-A-47-33783, JP-A-11-268668, JP-A-2-95439 and JP-A-2-261544
  • B i-Mo-based oxide catalyst JP-A-48-16887, JP-B-55-42071 and JP-A-3-157356
  • VP-based oxide catalyst JP-B-58-5188
  • Bi-V System oxide touch Media JP-A-63-295545) and more recently, V-SnSb-Cu-based oxide catalysts (JP-A-4-275266), Mo-V-Te-Nb-based oxide catalysts (JP-A-2-257), Ag-Bi-V-Mo-based oxide catalyst (JP-A-3-58961), Ga-Bi-Mo-based or Ta-Bi-Mo-based oxide Catalyst (JP-A-3-58962), M
  • the method of adding a small amount of a halide as a promoter to the reaction system gives the target product nitriles in a relatively high yield. It is difficult to implement industrially because there is a problem of corrosion of the material and there are restrictions on the material on the device. In addition, the method in which no promoter is added has a low yield of nitriles, and does not reach a level that can be industrially implemented.
  • an object of the present invention is to provide a method capable of industrially and advantageously producing (meth) acrylonitrile in a high yield by eliminating such disadvantages in the conventional method.
  • the present inventors have followed an ammoxidation method in which at least one saturated hydrocarbon selected from the group consisting of propane and isobutane is catalytically oxidized with a mixed gas containing molecular oxygen and ammonia in the presence of a catalyst.
  • a catalyst consisting of a composite oxide containing an oxide containing three elements of molybdenum, antimony and tungsten as essential components is used as a catalyst supported on a refractory inorganic carrier.
  • a higher yield of (meth) acrylonitrile can be obtained than in the conventional method, and the present invention has been achieved.
  • a catalyst comprising a composite oxide represented by the following formula (1) supported on a refractory inorganic carrier.
  • composite oxides represented by the general formula (I) those having a composition in which ⁇ is 1; S is 1 to 5 and y is 1 to 5 have a high nitrile content. Give in yield.
  • At least one kind selected from the group consisting of Nb, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni an element (hereinafter sometimes referred to as a Group A element) in a quantity such that the atomic ratio of the Group A element to Mo is greater than 0 and less than or equal to 0.5. It is preferable to use it supported on an inorganic carrier.
  • a Group A element an element in a quantity such that the atomic ratio of the Group A element to Mo is greater than 0 and less than or equal to 0.5. It is preferable to use it supported on an inorganic carrier.
  • the catalyst of the invention is effective in improving the activity or selectivity.
  • Nb is particularly preferred in that it improves the yield of the target product.
  • the atomic ratio of the group A element to Mo is particularly preferably in the range of 0.05 to 0.2.
  • a 'group element V or Nb is particularly preferred from the viewpoint of improving the yield of the desired product.
  • the atomic ratio of the A 'group element to Mo is in the range of 0.05 to 0.2.
  • the presence of group A 'elements is effective in improving the activity or selectivity of the catalyst.
  • the optimal content of group A 'elements depends on the composition of Mo and W. If the atomic ratio of group A' elements to the sum of Mo and W exceeds the above range, selectivity is adversely affected. However, if the amount is less than the above range, the effect is small.
  • silica, alumina, titania, zirconium, silica-alumina, silica-titania, silica-zirconia, and the like are preferable. It is particularly preferable in that it can be obtained at a high rate.
  • the catalyst used in the present invention can be prepared by a known method commonly used in the art. For example, using ammonium paramolybdate in pure water While heating, add an aqueous solution of ammonium metatungsdenate, add antimony trioxide as powder, and if necessary, V, Nb, Cr, Mn, Fe, C An aqueous solution of a compound of at least one element selected from the group consisting of o and Ni is added, a carrier such as silica or alumina is added thereto, and the mixture is stirred for a certain period of time, concentrated by heating, and the obtained slurry is obtained. It is prepared by baking at 400 to 800 ° C. after drying.
  • the calcination can be carried out in the air, but can also be carried out under a high oxygen concentration or a low oxygen / element concentration. In the final calcination step, it is preferable to perform the treatment in an atmosphere having a low oxygen concentration (oxygen concentration: 1% to 15%) in order to obtain high catalytic performance.
  • the raw materials used for preparing the catalyst used in the present invention are not particularly limited, and include nitrates, oxides, hydroxides, chlorides, carbonates, acetates, metal acids, and ammonium metal salts of the elements used. Can be used.
  • a raw material for the carrier there can be variously used oxides, hydroxide powders, gels, sols, and the like, depending on the form of use of the catalyst, in addition to alumina, silica, silica-alumina, etc. .
  • a diluent gas can be used if necessary. Air or pure oxygen is used as the molecular oxygen source.
  • the molar ratio of molecular oxygen is preferably 0.2 to 5 times the amount of propane, and the molar ratio of ammonia is preferably 0.2 to 3 times the amount of propane.
  • an inert gas such as nitrogen, helium, carbon dioxide and the like, and steam are preferably used.
  • the gas-phase catalytic ammoxidation reaction according to the present invention comprises: It can be suitably carried out by contacting the above catalyst at a space velocity of 5500 hr 1 and a temperature range of 300 ° C. to 600 ° C.
  • the above-mentioned gas-phase catalytic ammoxidation reaction is usually performed under normal pressure, but can also be performed under reduced pressure or under increased pressure.
  • the reaction system is not particularly limited, and any of a fixed bed system, a moving bed system, and a fluidized bed system can be used. In addition, a single-flow system or a recycling system may be used.
  • the composition of the obtained catalyst is 40 wt.% Mo! In S b 3 W 3 O x / 3 0w t.% A l 2 O 3- 3 0 wt.% S i 0 was 2 (description of the composition of the subsequent catalyst, the left side of Bruno composition of the composite oxide , And the right side of / represents the composition of the carrier).
  • Ni (N 0 3) 2 ⁇ 6H 2 0, produced by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. special grade reagent nickel nitrate metavanadate Anmoniumu solution (N i (N 0 3) 2 ⁇ 6H 2 0, produced by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. special grade reagent), except that the addition of an aqueous solution prepared by dissolving 0. 436 g of warm water 100 m l, not to put the prepared as in example 4, 4 Ow t. ⁇ Mc ⁇ S b 3 W 3 N i 0. 15 OxZ3 Ow t.% a 1 2 0 3 -3 Owt.% S i 0 2 of the composition A catalyst was obtained. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 570 ° C. Table 1 shows the obtained results.
  • Example 11 The reaction was carried out using the same catalyst used in Example 4.
  • the reaction gas composition of i- C 4 H 1 () ZNH 3 Z0 2 / H eZH 2 0 1Z2Z4Z7. 5/3 ( molar ratio), the space velocity 900 hr the reaction temperature was 520 ° C der.
  • the results showed that the conversion of isobutane was 69.0%, the selectivity of methacrylonitrile was 46.8%, and the methacrylonitrile single-stream yield was 32.3%.

Abstract

An industrially advantageous process for producing (meth)acrylonitrile in high yields by means of ammoxidation comprising catalytically oxidizing at least one saturated hydrocarbon selected between propane and isobutane with a gaseous mixture containing molecular oxygen and ammonia, which process is characterized by using a catalyst comprising a composite oxide represented by the following general formula (I): MoαSbβWϜOx (wherein α, β and Ϝ represent respectively the number of Mo, Sb and W atoms, provided when α is 1, then β is 0.5 to 10 and Ϝ is 0.5 to 10; and x is a number that is determined according to the valencies of the elements present) and supported on a refractory inorganic carrier.

Description

明 細 書  Specification
(メタ) アク リ ロニ ト リルの製造方法  Method for producing (meth) acrylonitrile
技術分野 Technical field
本発明は、 プロパンおよびィソブタンからなる群より選ばれる少なく とも一種の飽和炭化水素を分子状酸素及びアンモニアにより気相接触さ せるアンモ酸化法によって (メタ) アクリロニトリルを製造する方法に 関するものである。  The present invention relates to a method for producing (meth) acrylonitrile by an ammoxidation method in which at least one kind of saturated hydrocarbon selected from the group consisting of propane and isobutane is brought into gaseous phase contact with molecular oxygen and ammonia.
背景技術 Background art
(メタ) ァクリロニトリルは合成繊維や合成樹脂を中心に多様な工業 製品の中間原料として大量に製造されているが、 従来よりその製法とし ては、 .ォレフィン原料すなわちプロピレン、 ィソブテン等を触媒の存在 下で分子状酸素及びアンモニアにより気相接触させるアンモ酸化法が一 般的に知られる。  (Meth) acrylonitrile is produced in large quantities as an intermediate raw material for various industrial products, mainly synthetic fibers and synthetic resins. In general, an ammoxidation method in which a gas phase is contacted with molecular oxygen and ammonia is known.
一方、 近年ォレフィンの価格上昇にともなって、 従来ォレフィンを原 料として製造されてきた種々の誘導品を、 より安価なパラフィン類を原 料として製造する方法の開発が注目されるようになってきた。 プロパン またはイソブタンからいわゆるアンモ酸化法により (メタ) アタリロニ トリルを製造するために用いられる触媒系としては、 S b— U系酸化物 触媒 (特公昭 47— 14371号) 、 Sb— Sn系酸化物触媒 (特公昭 50— 28940号) 、 V— S b系酸化物触媒 (特開昭 47— 3378 3号、 特開平 1一 268668号、 特開平 2— 95439号及び特開平 2 -261544号) 、 B i—Mo系酸化物触媒 (特開昭 48— 168 87号、 特公昭 55 - 42071号及び特開平 3— 157356号) 、 V-P系酸化物触媒 (特公昭 58— 5188号) 、 B i— V系酸化物触 媒 (特開昭 63 - 295545号) などが知られ、 さらに最近、 V— S n-S b— C u系酸化物触媒 (特開平 4— 275266号) 、 Mo— V -Te-Nb系酸化物触媒 (特開平 2— 257号) 、 Ag— B i— V— Mo系酸化物触媒 (特開平 3— 58961号) 、 Ga— B i— Mo系若 しくは T a— B i— Mo系酸化物触媒 (特開平 3— 58962号) 、 MOn the other hand, as the price of olefins has risen in recent years, attention has been focused on the development of methods for manufacturing various derivatives that were conventionally manufactured using olefins as raw materials using less expensive paraffins as raw materials. . The catalyst system used for producing (meth) atalylonitrile from propane or isobutane by the so-called ammoxidation method includes Sb-U-based oxide catalyst (JP-B-47-14371) and Sb-Sn-based oxide catalyst. (Japanese Patent Publication No. 50-28940), V-Sb-based oxide catalysts (JP-A-47-33783, JP-A-11-268668, JP-A-2-95439 and JP-A-2-261544), B i-Mo-based oxide catalyst (JP-A-48-16887, JP-B-55-42071 and JP-A-3-157356), VP-based oxide catalyst (JP-B-58-5188), Bi-V System oxide touch Media (JP-A-63-295545) and more recently, V-SnSb-Cu-based oxide catalysts (JP-A-4-275266), Mo-V-Te-Nb-based oxide catalysts (JP-A-2-257), Ag-Bi-V-Mo-based oxide catalyst (JP-A-3-58961), Ga-Bi-Mo-based or Ta-Bi-Mo-based oxide Catalyst (JP-A-3-58962), M
0 _T a若しくは Mo— Nb系酸化物触媒 (特開平 5— 213849号) などが提案されている。 また、 上記のいくつかの触媒系とォレフィ ンの アンモ酸化能をもつ触媒との混合触媒系も提案されている (特開昭 63 一 295546号、 特開昭 64— 38051号、 特開平 2— 17159 号、 特開平 2— 43949号、 特開平 2— 75347号、 特開平 2— 1O_Ta or Mo—Nb-based oxide catalysts (Japanese Patent Laid-Open No. 5-213849) have been proposed. Further, mixed catalyst systems of some of the above-mentioned catalyst systems and a catalyst having an ammoxidation ability of orefin have been proposed (JP-A-63-295546, JP-A-64-38051, JP-A-2-38051). No. 17159, JP-A-2-43949, JP-A-2-75347, JP-A2-1
11444号及び特開平 2— 258065号) 。 No. 11444 and JP-A-2-258065).
しかしながら、 これらの方法のうち、 反応系にプロモータ一として少 量のハロゲン化物を添加する方法は、 目的生成物である二トリル類を比 較的高い収率で与えるが、 それらの方法は反応装置の腐食という問題が あって装置上の材質に制約があるので工業的な実施が困難である。 また、 プロモータ一を添加しない方法は、 二トリル類の収率が低く、 工業的に 実施できるレベルに達していない。  However, of these methods, the method of adding a small amount of a halide as a promoter to the reaction system gives the target product nitriles in a relatively high yield. It is difficult to implement industrially because there is a problem of corrosion of the material and there are restrictions on the material on the device. In addition, the method in which no promoter is added has a low yield of nitriles, and does not reach a level that can be industrially implemented.
発明の開示 Disclosure of the invention
従って、 本発明の目的は、 従来法におけるこのような欠点を解消して、 高い収率で工業的に有利に (メタ) アクリロニトリルを製造し得る方法 を提供することにある。  Accordingly, an object of the present invention is to provide a method capable of industrially and advantageously producing (meth) acrylonitrile in a high yield by eliminating such disadvantages in the conventional method.
本発明者らは、 プロパンおよびィソブタンからなる群より選ばれる少 なくとも一種の飽和炭化水素を触媒の存在下に分子状酸素およびアンモ ニァを含む混合ガスにより接触酸化させる、 アンモ酸化法に従う (メタ) ァクリロ二トリルの製造方法について鋭意研究した結果、 触媒として、 モリブデン、 ァンチモンおよびタングステンの三元素を必須成分とする 酸化物を含有する複合酸化物から成る触媒を、 耐火性無機物担体に担持 して用いることにより、 従来法よりも高い (メタ) アクリロニトリルの 収率が得られることを見いだし、 本発明の方法に到達した。 The present inventors have followed an ammoxidation method in which at least one saturated hydrocarbon selected from the group consisting of propane and isobutane is catalytically oxidized with a mixed gas containing molecular oxygen and ammonia in the presence of a catalyst. ) As a result of intensive studies on the method for producing acrylonitrile, a catalyst consisting of a composite oxide containing an oxide containing three elements of molybdenum, antimony and tungsten as essential components is used as a catalyst supported on a refractory inorganic carrier. As a result, it has been found that a higher yield of (meth) acrylonitrile can be obtained than in the conventional method, and the present invention has been achieved.
斯く して、 本発明によれは、 プロパンおよび Zまたはイソブタンを触 媒の存在下に分子状酸素およびアンモニアにより気相で接触酸化するこ とによって (メタ) ァクリロニトリルを製造する方法であって、 触媒と して、 下記一般式 ( I ) :  Thus, according to the present invention, there is provided a method for producing (meth) acrylonitrile by catalytic oxidation of propane and Z or isobutane in the gas phase with molecular oxygen and ammonia in the presence of a catalyst, comprising: The following general formula (I):
Mo a S b ^Wr Ox ( I )  Mo a S b ^ Wr Ox (I)
(式中、 a 及びァは、 各々 Mo、 S b及び Wの原子数を表わし、 α が 1のとき、 ^は 0. 5〜10で yは 0. 5〜10であり、 Xは存在元 素の原子価により決定される値である。 )  (Where a and a represent the number of atoms of Mo, Sb, and W, respectively, when α is 1, ^ is 0.5 to 10, y is 0.5 to 10, and X is This value is determined by the atomic valence of the element.)
により表わされる複合酸化物から成る触媒を、 耐火性無機物担体に担持 して使用することを特徴とする方法が提供される。 Provided by using a catalyst comprising a composite oxide represented by the following formula (1) supported on a refractory inorganic carrier.
前記一般式 ( I ) で表わされる複合酸化物のなかでも、 特に、 αが 1 で; Sが 1〜5で yが 1〜5であるような組成のものは、 目的とするニト リルを高収率で与える。  Among the composite oxides represented by the general formula (I), those having a composition in which α is 1; S is 1 to 5 and y is 1 to 5 have a high nitrile content. Give in yield.
また、 本発明においては、 前記一般式(I )で表わされる複合酸化物の 成分元素と共に、 Nb、 C r、 Mn、 F e、 C o及び N iからなる群よ り選ばれた少なくとも一種の元素 (以下、 A群元素ということがある。) を、 Moに対する A群元素の原子比が 0を超え 0. 5以下であるような 量で、 含有する複合酸化物から成る触媒を、 耐火性無機物担体に担持し て使用することが好ましい。 A群元素を追加的に含有して成るこれら本 発明の触媒は、 活性あるいは選択性の向上に効果を奏する。 A群元素と しては、 Nbが、 目的物の収率を向上させる点で、 特に好ましい。 Mo に対する A群元素の原子比は 0. 05〜0. 2の範囲であることが特に 好ましい。 Further, in the present invention, together with the component elements of the complex oxide represented by the general formula (I), at least one kind selected from the group consisting of Nb, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni An element (hereinafter sometimes referred to as a Group A element) in a quantity such that the atomic ratio of the Group A element to Mo is greater than 0 and less than or equal to 0.5. It is preferable to use it supported on an inorganic carrier. These books additionally containing Group A elements The catalyst of the invention is effective in improving the activity or selectivity. As the group A element, Nb is particularly preferred in that it improves the yield of the target product. The atomic ratio of the group A element to Mo is particularly preferably in the range of 0.05 to 0.2.
さらに、 本発明においては、 前記一般式 (I) で表わされる複合酸化 物の成分元素と共に、 V、 Nb、 C r、 Mn、 F e、 Co及び N iより 選ばれた少なくとも一種の元素 (以下 A' 群元素ということがある。 ) を、 Moに対する A' 群元素の原子比が 0を超え 0. 5以下であるよう な量であって且つ Moと Wとの和に対する A' 群元素の原子比が 0を超 え 0. 05以下であるような量で、 含有する複合酸化物から成る触媒を、 耐火性無機物担体に担持して使用することが好ましい。 A' 群元素とし ては、 Vまたは Nbが、 目的物の収率を向上させる点で、 特に好ましい。 Moに対する A' 群元素の原子比が 0. 05〜0. 2の範囲にあること が特に好ましい。 A' 群元素の存在は、 触媒の活性あるいは選択性の向 上に有効である。 A' 群元素の最適含有量は、 Mo及び Wの組成に依存 し、 Moと Wとの和に対する A' 群元素の原子比が上記の制限範囲を超 える場合には選択性に悪影響を生じ、 上記の範囲より少ない場合には効 果が少ない。  Further, in the present invention, at least one element selected from V, Nb, Cr, Mn, Fe, Co and Ni together with the component elements of the composite oxide represented by the general formula (I) Is referred to as A 'group element.) Is an amount such that the atomic ratio of the A' group element to Mo is more than 0 and not more than 0.5 and the A 'group element is It is preferable to use a catalyst composed of the contained composite oxide in an amount such that the atomic ratio is more than 0 and not more than 0.05, supported on a refractory inorganic carrier. As the A 'group element, V or Nb is particularly preferred from the viewpoint of improving the yield of the desired product. It is particularly preferable that the atomic ratio of the A 'group element to Mo is in the range of 0.05 to 0.2. The presence of group A 'elements is effective in improving the activity or selectivity of the catalyst. The optimal content of group A 'elements depends on the composition of Mo and W. If the atomic ratio of group A' elements to the sum of Mo and W exceeds the above range, selectivity is adversely affected. However, if the amount is less than the above range, the effect is small.
耐火性無機物担体としては、 シリカ、 アルミナ、 チタニア、 ジルコ二 ァ、 シリカ一アルミナ、 シリカ一チタニア、 シリカージルコニァなどが 好ましく、 中でも、 アルミナまたはシリカ一アルミナを用いることが、 目的物を高収率で得られる点で、 特に好ましい。  As the refractory inorganic carrier, silica, alumina, titania, zirconium, silica-alumina, silica-titania, silica-zirconia, and the like are preferable. It is particularly preferable in that it can be obtained at a high rate.
本発明に用いる触媒は、 当分野において通常用いられる公知の方法で 調製することができる。 例えば、 パラモリブデン酸アンモニゥムを純水 に加熱しながら溶解し、 メタタングスデン酸アンモニゥムの水溶液を加 え、 さらに、 三酸化アンチモンを粉末のまま添加し、 また必要に応じて V、 N b、 C r、 M n、 F e、 C oおよび N iからなる群より選ばれる 少なく とも一種の元素の化合物の水溶液を加え、 これにシリカ、 アルミ ナなどのような担体を加え、 一定時間混合かくはんし、 加熱濃縮し、 得 られたスラリ一を乾燥したのち、 4 0 0〜8 0 0 °Cで焼成することによつ て、 調製される。 焼成は大気中で行ないうるが、 高酸素濃度下又は低酸 ,素濃度下で行なうこともできる。 最終焼成工程においては、 低酸素濃度 (酸素濃度: 1 %〜1 5 %) の雰囲気で処理することが、 高い触媒性能 を得る上で好ましい。 The catalyst used in the present invention can be prepared by a known method commonly used in the art. For example, using ammonium paramolybdate in pure water While heating, add an aqueous solution of ammonium metatungsdenate, add antimony trioxide as powder, and if necessary, V, Nb, Cr, Mn, Fe, C An aqueous solution of a compound of at least one element selected from the group consisting of o and Ni is added, a carrier such as silica or alumina is added thereto, and the mixture is stirred for a certain period of time, concentrated by heating, and the obtained slurry is obtained. It is prepared by baking at 400 to 800 ° C. after drying. The calcination can be carried out in the air, but can also be carried out under a high oxygen concentration or a low oxygen / element concentration. In the final calcination step, it is preferable to perform the treatment in an atmosphere having a low oxygen concentration (oxygen concentration: 1% to 15%) in order to obtain high catalytic performance.
本発明に用いる触媒の調製に用いられる原料には特に制約はなく、 使 用する元素の硝酸塩、 酸化物、 水酸化物、 塩化物、 炭酸塩、 酢酸塩、 金 属酸、 金属酸アンモニゥム塩などが使用できる。  The raw materials used for preparing the catalyst used in the present invention are not particularly limited, and include nitrates, oxides, hydroxides, chlorides, carbonates, acetates, metal acids, and ammonium metal salts of the elements used. Can be used.
担体の原料としては、 アルミナ、 シリカ、 シリカ一アルミナなどの成 型体のほか、 酸化物や水酸化物の粉末、 ゲル、 ゾルなどを、 触媒の使用 形態に応じて多様に使いわけることができる。  As a raw material for the carrier, there can be variously used oxides, hydroxide powders, gels, sols, and the like, depending on the form of use of the catalyst, in addition to alumina, silica, silica-alumina, etc. .
本発明によるアンモ酸化反応の原料ガスとして、 プロパンおよび/ま たはイソブタン、 分子状酸素およびアンモニアの他、 必要に応じて希釈 ガスを用いることもできる。 分子状酸素源としては、 空気または純酸素 が使用される。 分子状酸素のモル比はプロパンに対して 0 . 2〜5倍量 が好ましく、 アンモニアのモル比はプロパンに対して 0 . 2〜3倍量が 好ましい。 希釈ガスとしては、 窒素、 ヘリウム、 炭酸ガスなどのような 不活性ガスおよび水蒸気などが好適に使用される。  As a raw material gas for the ammoxidation reaction according to the present invention, besides propane and / or isobutane, molecular oxygen and ammonia, a diluent gas can be used if necessary. Air or pure oxygen is used as the molecular oxygen source. The molar ratio of molecular oxygen is preferably 0.2 to 5 times the amount of propane, and the molar ratio of ammonia is preferably 0.2 to 3 times the amount of propane. As the diluent gas, an inert gas such as nitrogen, helium, carbon dioxide and the like, and steam are preferably used.
本発明による気相接触アンモ酸化反応は、 前記の原料ガスを、 3 0 0 〜5 0 0 0 h r 1の空間速度及び 3 0 0 °C〜6 0 0 °Cの温度範囲で、 前 記の触媒と接触させることによって好適に実施することができる。 また 上記気相接触アンモ酸化反応は、 通常、 常圧下で行うが、 減圧下または 加圧下でも実施することができる。 反応方式についても特に制限はなく、 固定床式、 移動床式、 または流動床式のいずれも可能である。 また単流 方式でもリサイクル方式でもよい。 発明の効果 本発明のアンモ酸化法においては、 プロパンおよびイソブタンからな る群より選ばれる少なく とも一種の飽和炭化水素をモリブデン、 アンチ ン及び夕ングステンを必須成分として成る前記した触媒の存在下に分 子状酸素およびアンモニアを含む混合ガスにより接触酸化させることに より高い収率で工業的に有利に (メタ) アクリロニトリルを製造するこ とができる。 発明を実施するための最良の形態 以下に実施例を挙げて、 本発明をさらに具体的に説明する。 なお、 転化率、 単流収率および選択率は、 副生物を含めて、 それぞれ 下記式により定義される。 The gas-phase catalytic ammoxidation reaction according to the present invention comprises: It can be suitably carried out by contacting the above catalyst at a space velocity of 5500 hr 1 and a temperature range of 300 ° C. to 600 ° C. The above-mentioned gas-phase catalytic ammoxidation reaction is usually performed under normal pressure, but can also be performed under reduced pressure or under increased pressure. The reaction system is not particularly limited, and any of a fixed bed system, a moving bed system, and a fluidized bed system can be used. In addition, a single-flow system or a recycling system may be used. Effect of the Invention In the ammoxidation method of the present invention, at least one kind of saturated hydrocarbon selected from the group consisting of propane and isobutane is separated in the presence of the above-mentioned catalyst comprising molybdenum, antine and evening stainless steel as essential components. (Meth) acrylonitrile can be industrially advantageously produced at a high yield by catalytic oxidation using a mixed gas containing dendritic oxygen and ammonia. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The conversion, single-stream yield and selectivity, including by-products, are defined by the following formulas.
原料がプロパン原料である場合: 反応したプロパンのモル数  When the raw material is propane raw material: Number of moles of propane reacted
転化率(モル X 100 Conversion (mol x 100
供給したプロパンのモル数 生成した各化合物のモル数 各化合物の炭素数  Number of moles of supplied propane Number of moles of each compound generated Number of carbon atoms of each compound
選択率(モル%) = X X 100 反応したプロパンのモル数 3 生成した各化合物のモル数 各化合物の炭素数 単流収率(モル%) = X X 100 供給したプロパンのモル数 3 原料がィソブタン原料である場合: Selectivity (mol%) = XX 100 Number of moles of propane reacted 3 Number of moles of each compound produced Number of carbon atoms of each compound Single stream yield (mol%) = XX 100 Number of moles of propane supplied 3 When the raw material is isobutane raw material:
反応したィソブタンのモル数  Number of moles of reacted isobutane
転化率(モル%): X 100 Conversion (mol%): X 100
供給したィソブタンのモル数 生成した各化合物のモル数 各化合物の炭素数  Number of moles of supplied isobutane Number of moles of each compound generated Number of carbon atoms of each compound
選択率(モル%): X X 100 Selectivity (mol%): X X 100
反応したィソブタンのモル数 4 生成した各化合物のモル数 各化合物の炭素数 単流収率 (モル%)= X X 100  Number of moles of reacted isobutane 4 Number of moles of each compound produced Number of carbon atoms of each compound Single stream yield (mol%) = X X 100
供給したィソブタンのモル数 4 実施例 1  Number of moles of isobutane supplied 4 Example 1
1リッ トルビ一カーに、 アルミナゾル A— 200 (日産化学工業社製、 A 1203濃度: 10. 5wt.%) 93. 0 g、 シリカゾルスノーテツ クス N (日産化学工業社製、 S i 02 濃度: 20. 5wt.%) 47. 6 gおよび水 150mlを仕込み、 約 80°Cに加熱し、 かくはんを続け た。 一方、 300m lビーカ一に、 パラモリブデン酸ァンモニゥム ( (N Η4) 6Μο7024 · 4H20、 和光純薬社製特級試薬) 1. 77 g及び水 100m lを仕込み、 加熱かくはんして溶解させたのち、 これにメタタ ングステン酸アンモニゥム ( ( (NH4) 6H2W12048) 水溶液 MW— 2 (日本無機化学工業社製、 W03として 5 Owt.%含有) 13. 91 を加ぇ、 さらに8 13203 (和光純薬社製、 純度99. 9%) 4. 38 gをホモジナイザーで 100m 1の水に分散させたものを加え、 約 80 °Cで 2時間液量を保ってかくはんを行った。 このけんだく液を、 先のァ ルミナゾル一シリカゾル混合スラリ一に徐々に滴下して加えたあと、 さ らに 80°Cで 2時間液量を保ってかくはんを行った。 このあと加熱温度 を 90°Cに上げて、 かくはんを続け、 水分を蒸発させながら約 4時間濃 縮を行なった。 得られたペーストを 120°Cで 14時間乾燥したあと、 大気中 4 5 0°Cで 3時間焼成し、 次いで酸素濃度 1 0 % (残りは窒素) の雰囲気下で 6 5 0°Cで 3時間焼成した。 得られた触媒の組成は、 4 0 w t . %Mo! S b 3W3O x/3 0w t . %A l 2 O 3- 3 0 w t . %S i 0 2であった (以後の触媒の組成の記載において、 ノの左側は複合酸化物 の組成を表わし、 /の右側は担体の組成を表わす) 。 1 liter Torubi one car, alumina sol A- 200 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., A 1 2 0 3 concentration:. 10. 5wt%) 93. 0 g, silica sol Snow Tetsu box N (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., S i ( 2 concentration: 20.5 wt.%) 47.6 g and 150 ml of water were charged, heated to about 80 ° C, and stirring was continued. On the other hand, the 300 meters l beaker foremost, para molybdate Anmoniumu ((N Η 4) 6 Μο 7 0 24 · 4H 2 0, produced by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. special grade reagent) were charged 1. 77 g, and water 100 m l, heated stirred After dissolving Te, this Metata tungsten acid Anmoniumu (((NH 4) 6 H 2 W 12 0 48) aqueous-MW-2 (Nippon Inorganic Color & chemical Co., Ltd., W0 3 as 5 OWT.% content) 13.91 pressurized tut, further 8 13 2 0 3 (manufactured by Wako pure Chemical Industries, Ltd., purity 99.9%) 4. those dispersed in water of 100 m 1 to 38 g a homogenizer addition, 2 hours liquid at about 80 ° C After gradually adding the suspension to the mixed slurry of the alumina sol and the silica sol, the mixture was stirred at 80 ° C for 2 hours. Thereafter, the heating temperature was increased to 90 ° C., stirring was continued, and the mixture was concentrated for about 4 hours while evaporating water. After drying the paste at 120 ° C for 14 hours, It was fired at 450 ° C. in the air for 3 hours, and then fired at 65 ° C. for 3 hours in an atmosphere with an oxygen concentration of 10% (the remainder being nitrogen). The composition of the obtained catalyst is 40 wt.% Mo! In S b 3 W 3 O x / 3 0w t.% A l 2 O 3- 3 0 wt.% S i 0 was 2 (description of the composition of the subsequent catalyst, the left side of Bruno composition of the composite oxide , And the right side of / represents the composition of the carrier).
この触媒を 9〜2 0メッシュにそろえたもの 5 m 1を、 通常の流通式 反応装置に充てんし、 反応を行った。 反応ガスの組成は C3H8ZNH3 /Oa/H e /H20 = 1 /2/4/ 7. 5/3 (モル比) 、 空間速度は 9 0 0 h r - 反応温度は 5 8 0°Cであった。 得られた結果を表 1に示 o 5 ml of the catalyst arranged in a mesh of 9 to 20 mesh was filled in a usual flow-type reaction apparatus and reacted. The composition of the reaction gas is C 3 H 8 ZNH 3 / Oa / He / H 20 = 1/2/4 / 7.5 / 3 (molar ratio), space velocity is 900 hr-reaction temperature is 58 It was 0 ° C. The obtained results are shown in Table 1.o
実施例 2  Example 2
パラモリブデン酸アンモニゥム、 メタタングステン酸アンモニゥム水 溶液及び S b 203の使用量を、 それぞれ 1. 1 3 g、 1 4. 8 6 g及び 4. 6 7 gに変更した以外は、 実施例 1と同様に調製をおこない、 4 0 w t . ^Mo x S b sWsO /S O w t . KA l aOa- S O w t . ^S i O 2の組成の触媒を得た。 反応は、 反応ガスの組成を C3H8/NH3_ 02 /H e = 1/2//4/7. 5 (モル比) に、 且つ空間速度を 7 5 0 h r 一1に変更した以外は、 実施例 1と同様に行った。 得られた結果を表 1に 示す。 Para molybdate Anmoniumu, except that the amount of metatungstate Anmoniumu water solution and S b 2 0 3, were changed respectively 1. 1 3 g, 1 4. 8 6 g and 4. 6 7 g, Example 1 ^ MoxSbsWsO / SOwt.KAlaOa-SOwt. ^ Sio2 in the same manner as described above. In the reaction, the composition of the reaction gas was changed to C 3 H 8 / NH 3 _ 0 2 / He = 1/2 / / 4 / 7.5 (molar ratio), and the space velocity was changed to 7.50 hr- 1 Except having performed, it carried out similarly to Example 1. Table 1 shows the obtained results.
実施例 3  Example 3
パラモリブデン酸アンモニゥム、 メタタングステン酸アンモニゥム水 溶液及び S b 203の使用量を、 それぞれ 3. 5 9 g、 5. 7 9 g及び 3. 6 4 gに変更した以外は、 実施例 1と同様に調製をおこない、 4 0 w t . %Mo! S b jWjO x/S O w t . ^A l aOs- S Ow t . ^S i 02の組 成の触媒を得た。 反応は、 反応温度を 540°Cとした以外は、 実施例 1 と同様に行った。 得られた結果を表 1に示す。 Para molybdate Anmoniumu, the amount of metatungstate Anmoniumu water solution and S b 2 0 3, respectively 3. 5 9 g, except for changing the 5. 7 9 g and 3. 6 4 g, as in Example 1 Prepare in the same manner to obtain 40 wt. S b jWjO x / SO wt. ^ A laOs- S Ow t. ^ S i 0 2 The resulting catalyst was obtained. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 540 ° C. Table 1 shows the obtained results.
実施例 4  Example 4
パラモリブデン酸アンモニゥムの水溶液にメタタングステン酸アンモ ニゥム水溶液を加えた後、 S b 203分散液を添加する前に、 さらにメタ バナジン酸アンモニゥム (NH4V03、 和光純薬社製特級試薬) 0. 1 75 gを 30m 1の水で加熱溶解させたものを加えた以外は、 実施例 1 と同様に調製をおこない、
Figure imgf000011_0001
O w t . %A 1203- 30 w t . %S i 02の組成の触媒を得た。 反応は、 反応温度を 560°Cとした以外は、 実施例 1と同様行った。 得られた結 果を表 1に示す。
After adding metatungstate ammonia Niumu aqueous solution of para-molybdate Anmoniumu, before the addition of the S b 2 0 3 dispersion, further meta vanadate Anmoniumu (NH 4 V0 3, produced by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. special grade reagent) Preparation was performed in the same manner as in Example 1, except that 0.175 g was dissolved by heating with 30 ml of water.
Figure imgf000011_0001
. O wt% A 1 2 0 3 - was obtained 30 wt% S i 0 2 composition catalyst.. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 560 ° C. Table 1 shows the obtained results.
実施例 5  Example 5
パラモリブデン酸アンモニゥム、 メタタングステン酸アンモニゥム水 溶液及びメタバナジン酸ァンモニゥム及び S b 203の使用量を、 それぞ れ 1. 38 g、 14. 45 g、 0. 164 g及び 4. 54 gに変更した 以外は、 実施例 4と同様に調製をおこない、 40w t. Mc^S b4W4 V0.i8Ox//30wt.%A l 2O3-30wt.%S i 02の組成の触媒 を得た。 反応は、 反応ガスの組成を C3H8ZNH3 e = 1ノ 2 /4/7. 5 (モル比) に、 空間速度を 750 h r 1に、 且つ反応温度 を 560°Cに変更した以外は、 実施例 1と同様に行った。 得られた結果 を表 1に示す。 Change paramolybdate acid Anmoniumu, the amount of metatungstate Anmoniumu water solution and metavanadate Anmoniumu and S b 2 0 3, their respective 1. 38 g, 14. 45 g, to 0. 164 g and 4. 54 g except that the performs prepared as in example 4, 40w t. Mc ^ S b 4 W 4 V 0 .i 8 Ox / / 30wt.% a l 2 O 3 -30wt.% composition of the S i 0 2 The catalyst was obtained. The reaction was carried out except that the composition of the reaction gas was changed to C 3 H 8 ZNH 3 e = 1 2/4 / 7.5 (molar ratio), the space velocity to 750 hr 1 , and the reaction temperature to 560 ° C. Was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the obtained results.
実施例 6  Example 6
メタバナジン酸ァンモニゥム水溶液のかわりにシユウ酸ニオブ (C B MM社製、 Nb 205換算で 20. 5wt.%含有) 0. 972 gを 10 Om 1の温水に溶かした水溶液を添加した以外は、 実施例 4と同様に調 製をおこない、 A
Figure imgf000012_0001
Instead oxalate niobium metavanadate Anmoniumu solution (CB MM Co., with Nb 2 0 5 in terms 20. 5 wt.% Containing) a 0. 972 g 10 Preparation was performed in the same manner as in Example 4 except that an aqueous solution dissolved in warm water of Om 1 was added.
Figure imgf000012_0001
A 1203- 3 Owt.MS i 02の組成の触媒を得た。 反応は、 反応温度 を 57ひでとした以外は、 実施例 1と同様に行った。 得られた結果を表 1に示す。 To obtain a catalyst having the composition of 3 Owt.MS i 02 - A 1 2 0 3. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 57. Table 1 shows the obtained results.
実施例 7  Example 7
メタバナジン酸アンモニゥム水溶液のかわりに硝酸クロム (C r (N 03) 3 · 9H20、 和光純薬社製試薬、 純度 99. 9%) 0. 600 g を 100m 1の温水に溶かした水溶液を添加した以外は、 実施例 4と同 様に調製をおこない、 40 w t .%Mo b3W3C r 0.150 30 w t . %A 1203- 30 w t . %S i 02の組成の触媒を得た。 反応は、 実 施例 1と同様に行った。 得られた結果を表 1に示す。 Chromium nitrate instead of metavanadate Anmoniumu solution (C r (N 0 3) 3 · 9H 2 0, Wako Pure Chemical Industries, Ltd., purity 99.9%) of an aqueous solution prepared by dissolving 0. 600 g of warm water 100 m 1 except for adding, as example 4 the preparation was conducted in the same way, 40 wt% Mo b 3 W 3 C r 0 15 0 30 wt% a 1 2 0 3 -... of 30 wt% S i 0 2. A catalyst having the composition was obtained. The reaction was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the obtained results.
実施例 8  Example 8
メタバナジン酸アンモニゥム水溶液のかわりに硝酸ニッケル (N i (N 03)2 · 6H20、 和光純薬社製特級試薬) 0. 436 gを 100m lの 温水に溶かした水溶液を添加した以外は、 実施例 4と同様に調製をおこ ない、 4 Ow t.^Mc^S b3W3N i 0.15OxZ3 Ow t.%A 1203 -3 Owt.%S i 02の組成の触媒を得た。 反応は、 反応温度を 570 °Cとした以外は、 実施例 1と同様に行った。 得られた結果を表 1に示す。 実施例 9 Instead nickel nitrate metavanadate Anmoniumu solution (N i (N 0 3) 2 · 6H 2 0, produced by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. special grade reagent), except that the addition of an aqueous solution prepared by dissolving 0. 436 g of warm water 100 m l, not to put the prepared as in example 4, 4 Ow t. ^ Mc ^ S b 3 W 3 N i 0. 15 OxZ3 Ow t.% a 1 2 0 3 -3 Owt.% S i 0 2 of the composition A catalyst was obtained. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 570 ° C. Table 1 shows the obtained results. Example 9
メタバナジン酸アンモニゥム水溶液のかわりに硝酸マンガン (Mn(N 03)2 · 6H20、 和光純薬社製特級試薬) 0. 431 gを 100m lの 温水に溶かした水溶液を添加した以外は、 実施例 4と同様に調製をおこ ない、 4 Ow t Mo!S b3W3Mn0.15Ox/30 w t . %A 1203 - 3 Ow t . %S i O 2の組成の触媒を得た。 反応は、 反応温度を 570 °Cとした以外は、 実施例 1と同様に行った。 得られた結果を表 1に示す。 実施例 10 Instead manganese nitrate metavanadate Anmoniumu solution (Mn (N 0 3) 2 · 6H 2 0, produced by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. special grade reagent) except for adding an aqueous solution of 0. 431 g was dissolved in warm water of 100 m l, performed example 4 not to put the prepared similar to, 4 Ow t Mo! S b 3 W 3 Mn 0. 15 Ox / 30 wt.% a 1 2 0 3 - to obtain a 3 Ow t% S i catalyst composition of O 2.. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 570 ° C. Table 1 shows the obtained results. Example 10
シリカゾルスノーテックス Nを使用しなかった以外は、 実施例 1と同 様に調製をおこない、 57 w t . %Mo n S b 3W30 x/43 w t . %A 1203の組成の触媒を得た。 反応は、 実施例 1と同様に行った。 得られ た結果を表 1に示す。 ' Except for not using silica sol Snowtex N performs prepared in the same manner as in Example 1, 57 wt.% Mo n S b 3 W 3 0 x / 43 wt.% A 1 2 0 3 composition catalyst Got. The reaction was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the obtained results. '
比較例 1  Comparative Example 1
メタタングステン酸ァンモニゥムを使用せず、 パラモリブテン酸ァン モニゥム及び S b 203の使用量をそれぞれ 3. 80 g及び 9. 40 に 変更した以外は、 実施例 1と同様に調製を行い、 4 Owt.%MoxS b 3Ox/30wt.%A l 2O3-30wt.%S i 02の組成の触媒を得た。 反応は、 実施例 1と同様に行った。 得られた結果を表 2に示す。 Meta without a tungstate Anmoniumu, except for changing the amount of Paramoributen acid § emissions Moniumu and S b 2 0 3 in the respective 3. 80 g and 9.40 performs prepared as in Example 1, A catalyst having a composition of 4 Owt.% MoxSb 3 Ox / 30 wt.% Al 2 O 3 -30 wt.% Sio 2 was obtained. The reaction was performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the obtained results.
比較例 2  Comparative Example 2
S b 203を使用せず、 パラモリブデン酸アンモニゥム及びメタタンダ ステン酸アンモニゥム水溶液 MW— 2の使用量をそれぞれ 2. 74 g及 び 21. 55 gに変更した以外は、 実施例 1と同様に調製を行い、 40 wt.^Mo^sOx S Owt.^A l aOg-S Owt.^S i 02の組 成の触媒を得た。 反応は、 反応温度を 520°Cとした以外は実施例 1と 同様に行った。 得られた結果を表 2に示す。 Without the use of S b 2 0 3, except that the amount of para-molybdate Anmoniumu and Metatanda stainless acid Anmoniumu aqueous-MW-2 was changed to each 2. 74 g及beauty 21. 55 g, as in Example 1 the preparation was conducted, to obtain a 40 wt. ^ Mo ^ sOx S Owt. ^ a l aOg-S Owt. ^ S i 0 2 set configuration of the catalyst. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 520 ° C. Table 2 shows the obtained results.
比較例 3  Comparative Example 3
パラモリブデン酸アンモニゥムを使用せず、 メタタングステン酸アン モニゥム水溶液 MW— 2及び S b 203の使用量をそれぞれ 15. 64 g、 4. 92 gに変更した以外は、 実施例 1と同様に調製を行い、 40wt. %Sb1W1Ox/30wt.%A l 2O3-30wt.%S i 02の組成の 触媒を得た。 反応は、 実施例 1と同様に行った。 得られた結果を表 2に 不^ o Without the use of para-molybdate Anmoniumu, metatungstate en Moniumu aqueous-MW-2 and S b 2 0 3 usage, respectively 15. 64 g, 4. except for changing the 92 g, in the same manner as in Example 1 Preparation, 40wt. % Was obtained Sb 1 W 1 Ox / 30wt. % A l 2 O 3 -30wt.% S i 0 2 composition catalyst. The reaction was performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the obtained results.
比較例 4  Comparative Example 4
パラモリブデン酸アンモニゥム、 メタタングステン酸アンモニゥム水 溶液及び S b 203の使用量を、 それぞれ 0. 88 g、 5. 99 g及び 9. 42 gに変更した以外は、 実施例 1と同様に調製を行い、 40wt.% MoiSb15W3Ox/30wt.%A l 2O 3-30wt.%S i 02の組 成の触媒を得た。 反応は、 実施例 1と同様に行った。 得られた結果を表 2に示す。 Para molybdate Anmoniumu, the amount of metatungstate Anmoniumu water solution and S b 2 0 3, respectively 0. 88 g, 5. except for changing the 99 g and 9. 42 g, prepared as in Example 1 was carried out, to obtain a 40wt.% MoiSb 15 W 3 Ox / 30wt.% a l 2 O 3-30wt.% S i 0 2 set configuration of the catalyst. The reaction was performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the obtained results.
比較例 5  Comparative Example 5
パラモリブデン酸ァンモニゥム、 メタタングステン酸ァンモニゥム水 溶液及び S b 203の使用量を、 それぞれ 0. 57 g、 22. 3 g及び 1. 40 gに変更した以外は、 実施例 1と同様に調製を行い、 40 w t . % MoiS b3Wi5Ox/30wt.%A l 2O3-30wt.%S i 02の組 成の触媒を得た。 反応は、 実施例 1と同様に行った。 得られた結果を表Para molybdate Anmoniumu, the amount of metatungstate Anmoniumu water solution and S b 2 0 3, respectively 0. 57 g, except for changing the 22. 3 g and 1. 40 g, prepared as in Example 1 was carried out to obtain a 40 wt.% moiS b 3 Wi 5 Ox / 30wt.% a l 2 O 3 -30wt.% S i 0 2 set configuration of the catalyst. The reaction was performed in the same manner as in Example 1. Table showing the results obtained
2 o 2 o
比較例 6  Comparative Example 6
メタバナジン酸アンモニゥムの使用量を 0. 702 gに変更した以外 は実施例 4と同様に調製を行い、 41 w t . %Mo 1 S b 3W3V。.60 X /29. 5wt.%A 1203— 29. 5 w t . % S i 02の組成の触媒を 得た。 反応は、 反応温度を 540°Cとした以外は、 実施例 1と同様に行つ た。 得られた結果を表 2に示す。 Preparation was carried out in the same manner as in Example 4 except that the amount of ammonium metavanadate used was changed to 0.702 g, to obtain 41 wt.% Mo 1 Sb 3 W 3 V. ... 6 0 X / 29 5wt% A 1 2 0 3 - was obtained 29. 5 wt% S i 0 2 composition catalyst.. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 540 ° C. Table 2 shows the obtained results.
実施例 11 実施例 4で使用したのと同じ触媒を使用して反応を行なつた。 反応ガ スの組成は i— C4H1()ZNH3Z02/H eZH20= 1Z2Z4Z7. 5/3 (モル比) 、 空間速度は 900 h r 反応温度は 520°Cであ た。 イソブタンの転化率 69. 0%、 メタクリロニトリルの選択率 46. 8%及びメタクリロニトリル単流収率 32. 3%なる結果が得られた。 Example 11 The reaction was carried out using the same catalyst used in Example 4. The reaction gas composition of i- C 4 H 1 () ZNH 3 Z0 2 / H eZH 2 0 = 1Z2Z4Z7. 5/3 ( molar ratio), the space velocity 900 hr the reaction temperature was 520 ° C der. The results showed that the conversion of isobutane was 69.0%, the selectivity of methacrylonitrile was 46.8%, and the methacrylonitrile single-stream yield was 32.3%.
2) 2)
77人 J心 —ノfr t_iiハパノ、ノ  77 people J heart — No fr t_ii Hapano, No
V 华 単流収率 (%) 田 触 媒、 組 成 組成 温度 転ィ匕率  V 华 Single-stream yield (%) Field catalyst, composition Composition temperature
CO (%) AN35 C3, 4) HCN5 A AMWjT_r , CO (%) AN 35 C 3 , 4) HCN 5 A AMWjT_r,
し 3 6) 3 6)
1 4 Owt.% oiSb3W30x A 580 70.1 50.2 11.9 8.5 1 4 Owt.% OiSb 3 W 30 x A 580 70.1 50.2 11.9 8.5
2 40 t. % ojSbsWsOx B 580 67.8 43.9 3.7 8.4 on3.0 o  2 40 t.% OjSbsWsOx B 580 67.8 43.9 3.7 8.4 on3.0 o
3 4 Owt. % MoiSbifiOx A -540 72.3 40.1 9.8 7.3 on  3 4 Owt.% MoiSbifiOx A -540 72.3 40.1 9.8 7.3 on
6V. n U DO.上 6V. N U DO. On
4 40wt.% MoiSb3W3Vo.i5Ox A 560 73.0 56.1 10.2 9.3 41.0 48.44 40wt.% MoiSb 3 W 3 Vo.i 5 O x A 560 73.0 56.1 10.2 9.3 41.0 48.4
5 4 Owt. % Mo1Sb4W4Vo.18Ox B 560 82.2 50.9 5.1 8.8 41.8 46.05 4 Owt.% Mo 1 Sb 4 W4Vo. 18 Ox B 560 82.2 50.9 5.1 8.8 41.8 46.0
6 40 t. % MojSbsWsNbo.isOx A 570 71.2 52.8 11.3 8.7 37.6 45.66 40 t.% MojSbsWsNbo.isOx A 570 71.2 52.8 11.3 8.7 37.6 45.6
7 40wt. % oiSb3W3Cro.15Ox A 580 73.5 48.4 12.0 9.6 35.6 44.47 40wt.% OiSb 3 W 3 Cro. 15 Ox A 580 73.5 48.4 12.0 9.6 35.6 44.4
8 4 Owt. % MoiSbsWs io.xsOx A 570 68.9 52.1 11.4 8.3 35.9 43.88 4 Owt.% MoiSbsWs io.xsOx A 570 68.9 52.1 11.4 8.3 35.9 43.8
9 4 Owt. % MojSbsWs no.isOx A 570 71.8 49.8 11.7 8.9 35.8 44.29 4 Owt.% MojSbsWs no.isOx A 570 71.8 49.8 11.7 8.9 35.8 44.2
10 57 t.% MoiSb3W30x A 580 76.3 37.4 6.2 9.3 28.5 33.3 10 57 t.% MoiSb 3 W 30 x A 580 76.3 37.4 6.2 9.3 28.5 33.3
1)担体として、 実施例 1〜9では A1203: Si02= l : 1 (重量比) を、 実施例 10では A1203を使用した。 As 1) a carrier, in Example 1~9 A1 2 0 3: Si0 2 = l: 1 (weight ratio), was used in Example 10, A1 2 0 3.
2)ガス組成 A:
Figure imgf000016_0001
1/2/4/7.5/3 (モル比)
2) Gas composition A:
Figure imgf000016_0001
1/2/4 / 7.5 / 3 (molar ratio)
ガス組成 B: C3H8/NH3/02/He =1/2/4/7.5. (モル比) Gas composition B:. C 3 H 8 / NH 3/0 2 / He = 1/2/4 / 7.5 ( molar ratio)
3) AN:アクリロニトリル 4) C3' :プロピレン 5) HCN:シアン化水素 3) AN: acrylonitrile 4) C 3 ': propylene 5) HCN: hydrogen cyanide
6) AN+Cs' :アクリロニトリルとプロピレンの総和 6) AN + Cs': sum of acrylonitrile and propylene
表 2 Table 2
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000017_0002
1)担体として、 すべての比較例において A1203: Si02=l : 1 (重量比) を使用した。 As 1) a carrier, in all of Comparative Example A1 2 0 3: Si0 2 = l: Using 1 (weight ratio).
2) ガス組成 A:
Figure imgf000017_0001
1/2/4/7.5/3 (モル比)
2) Gas composition A:
Figure imgf000017_0001
1/2/4 / 7.5 / 3 (molar ratio)
3) AN:アクリロニトリル 4) C3' :プロピレン 5) HCN: シアン化水素 6) AN + Cs' :アクリロニトリルとプロピレンの総和 3) AN: Acrylonitrile 4) C 3 ': Propylene 5) HCN: Hydrogen cyanide 6) AN + Cs': the sum of acrylonitrile and propylene

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1. プロパンおよびイソブタンからなる群より選ばれる少なくとも一 種の飽和炭化水素を触媒の存在下に分子状酸素およびアンモニアを含む 混合ガスにより接触酸化させる、 アンモ酸化法に従う (メタ) ァクリロ 1. According to the ammoxidation method, at least one saturated hydrocarbon selected from the group consisting of propane and isobutane is catalytically oxidized with a mixed gas containing molecular oxygen and ammonia in the presence of a catalyst.
5 二トリルの製造方法において、 触媒として、 5 In the method for producing nitrile,
下記一般式 ( I ) :  The following general formula (I):
Moa S b 3WrOx (I)  Moa S b 3WrOx (I)
(式中、 a β及ぴ 7は、 各々 Mo、 S b及び Wの原子数を表わし、 が 1のとき、 /3は 0. 5〜 10でァが 0. 5〜 10であり、 Xは存在元 10 素の原子価により決定される値である。 )  (Where a β and 7 each represent the number of atoms of Mo, S b and W, and when is 1, / 3 is 0.5 to 10 and α is 0.5 to 10, and X is It is a value determined by the atomic valence of the element that exists.)
により表わされる複合酸化物から成る触媒を、 耐火性無機担体物質に担 持して用いることを特徴とする方法。  A method comprising using a catalyst comprising a composite oxide represented by the following formula 1 on a refractory inorganic carrier substance.
2. 触媒として、 前記一般式 (I) で表わされる複合酸化物の成分元 素と共に、 Nb、 C r、 Mn、 F e、 C o及び N iからなる群より選ば i 5 れる少なくとも一種の元素を、 Moに対する該元素の原子比が 0を超え 0. 5以下であるような量で、 含有する複合酸化物から成る触媒を用い ることを特徴とする請求の範囲 1に記載の方法。  2. As a catalyst, at least one element selected from the group consisting of Nb, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni, together with the constituent elements of the composite oxide represented by the general formula (I). 2. The method according to claim 1, wherein a catalyst comprising a composite oxide is used in such an amount that the atomic ratio of the element to Mo is more than 0 and 0.5 or less.
3. 触媒として、 前記一般式 (I) で表わされる複合酸化物の成分元 素と共に、 V、 Nb、 C r、 Mn、 F e、 C o及び N iからなる群より 3. As a catalyst, a group consisting of V, Nb, Cr, Mn, Fe, Co and Ni, together with the component elements of the complex oxide represented by the general formula (I).
2o 選ばれる少なくとも一種の元素を、 Moに対する該元素の原子比が 0を 超え 0. 5以下であるような量であって且つ Moと Wとの和に対する該 元素の原子比が 0を超え 0. 05以下であるような量で、 含有する複合 酸化物から成る触媒を用いることを特徴とする請求の範囲 1に記載の方 法。 2o The amount of at least one selected element is such that the atomic ratio of the element to Mo is more than 0 and 0.5 or less, and the atomic ratio of the element to the sum of Mo and W is more than 0 and 0 2. The method according to claim 1, wherein a catalyst comprising the composite oxide is used in an amount of not more than 05.
4. プロパンおよびィソブタンからなる群より選ばれる少なくとも一 種の飽和炭化水素をアンモ酸化して (メタ) アクリロニトリルを製造す るための、 4. ammoxidation of at least one saturated hydrocarbon selected from the group consisting of propane and isobutane to produce (meth) acrylonitrile;
下記一般式 ( I ) : The following general formula (I):
Mo «Sb/3WrOx (I)  Mo «Sb / 3WrOx (I)
(式中、 α、 /3及び yは、 各々 Mo、 S b及び Wの原子数を表わし、 が 1のとき、 5は 0. 5〜 10でァが 0. 5〜 10であり、 Xは存在元 素の原子価により決定される値である。 )  (Where α, / 3 and y represent the number of atoms of Mo, Sb and W, respectively, when is 1, 5 is 0.5 to 10, α is 0.5 to 10, and X is This value is determined by the valence of the element.)
により表わされる複合酸化物を耐火性無機担体物質に担持してなる触媒。 A catalyst comprising a composite oxide represented by the following formula 1 supported on a refractory inorganic carrier substance.
5. 請求の範囲 4に記載の一般式 (I) で表わされる複合酸化物の成 分元素と共に、 Nb、 C r、 Mn、 F e、 C o及び N iからなる群より 選ばれる少なくとも一種の元素を、 Moに対する該元素の原子比が 0を 超え 0. 5以下であるような量で、 含有する複合酸化物を用いることを 特徴とする請求の範囲 4に記載の触媒。  5. At least one element selected from the group consisting of Nb, Cr, Mn, Fe, Co and Ni, together with the constituent elements of the composite oxide represented by the general formula (I) according to claim 4. 5. The catalyst according to claim 4, wherein a composite oxide containing an element in an amount such that the atomic ratio of the element to Mo is more than 0 and 0.5 or less is used.
6. 請求の範囲 4に記載の一般式 (I) で表わされる複合酸化物の成 分元素と共に、 V、 Nb、 C r、 Mn、 F e、 Co及び N iからなる群 より選ばれる少なくとも一種の元素を、 Moに対する該元素の原子比が 0を超え 0. 5以下であるような量であって且つ Moと Wとの和に対す る該元素の原子比が 0を超え 0. 05以下であるような量で、 含有する 複合酸化物を用いることを特徴とする請求の範囲 4に記載の触媒。  6. At least one member selected from the group consisting of V, Nb, Cr, Mn, Fe, Co and Ni, together with the constituent elements of the composite oxide represented by the general formula (I) according to claim 4. Is an amount such that the atomic ratio of the element to Mo is greater than 0 and 0.5 or less, and the atomic ratio of the element to the sum of Mo and W is greater than 0 and 0.05 or less. 5. The catalyst according to claim 4, wherein the composite oxide is used in such an amount that:
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