JP2000351760A - Method for producing unsaturated nitrile - Google Patents

Method for producing unsaturated nitrile

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JP2000351760A
JP2000351760A JP11160165A JP16016599A JP2000351760A JP 2000351760 A JP2000351760 A JP 2000351760A JP 11160165 A JP11160165 A JP 11160165A JP 16016599 A JP16016599 A JP 16016599A JP 2000351760 A JP2000351760 A JP 2000351760A
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JP
Japan
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catalyst
iron
propane
chromium
isobutane
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JP11160165A
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Japanese (ja)
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Takeshi Ooyanai
健 大谷内
Kunio Mori
邦夫 森
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】飽和脂肪族炭化水素のプロパンあるいはイソブ
タンからアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを
高い収率で製造する方法を提供する。 【解決手段】プロパンまたはイソブタンを、鉄、アンチ
モン、クロムおよびモリブデンの酸化物を必須成分とす
る触媒組成物の存在下でアンモ酸化反応を行いアクリロ
ニトリルまたはメタクリロニトリルを得る。
(57) Abstract: A process for producing acrylonitrile or methacrylonitrile from a saturated aliphatic hydrocarbon, propane or isobutane, in a high yield is provided. SOLUTION: Propane or isobutane is subjected to an ammoxidation reaction in the presence of a catalyst composition containing oxides of iron, antimony, chromium and molybdenum as essential components to obtain acrylonitrile or methacrylonitrile.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は不飽和ニトリルの製
造法に関する。更に詳しくは、飽和脂肪族炭化水素であ
るプロパンまたはイソブタンからアクリロニトリルまた
はメタクリロニトリルを製造する方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for producing an unsaturated nitrile. More particularly, the present invention relates to a method for producing acrylonitrile or methacrylonitrile from propane or isobutane which is a saturated aliphatic hydrocarbon.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクリロニトリル、メタクリロニトリル
等の不飽和ニトリル類は、合成繊維、合成樹脂、合成ゴ
ム等の重要な中間体として工業的に製造されている。従
来、アクリロニトリルはプロピレンのアンモ酸化によ
り、またメタクリロニトリルはイソブテンのアンモ酸化
により製造されてきた。しかし、近年、プロピレン、イ
ソブテンより安価なプロパンまたはイソブタンのアンモ
酸化によりこれらを製造する方法が注目され、種々の触
媒が提案されている。
2. Description of the Related Art Unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile are industrially produced as important intermediates such as synthetic fibers, synthetic resins and synthetic rubbers. Conventionally, acrylonitrile has been produced by ammoxidation of propylene, and methacrylonitrile has been produced by ammoxidation of isobutene. However, in recent years, attention has been paid to a method for producing propane or isobutane by ammoxidation, which is cheaper than propylene and isobutene, and various catalysts have been proposed.

【0003】例えば、Sb−V系触媒(英国特許1,3
66,135号公報)、Fe−U−Sb系触媒(米国特
許3,686,295号公報)、V−P系触媒(特公昭
58−5188号公報)、Bi−V系触媒(特開昭63
−295545号公報)、V−Sb系触媒とFe−Sb
系触媒の混合物(特開昭63−295546号公報)、
Mo−V−Te−Nb系触媒(特開平2−257号公
報)、(Nb,Ta)−Mo−Bi−Cr系(特開平6
−116225号公報)、Cr−Sb−W系触媒(特開
平7−157461号公報)、Mo−Sb−W系触媒
(特開平7−157462号公報)、Mo−V−Sb系
触媒(特開平9−157241号公報)、Mo−Sb−
Cr系触媒(特開平10−43586号公報)、Mo−
Sb−(Fe、Ga、Zn、Co、Mn)系触媒(特開
平10−43587号公報)、W−Cr−Bi系触媒
(特開平10−87513号公報)、Mo−Cr−Bi
−Fe系触媒(特開平10−195036号公報)、M
o−(Bi、Te)−Cr系触媒(特開平11−993
34号公報)等が報告されている。
[0003] For example, Sb-V catalysts (British Patent 1,3
No. 66,135), a Fe-U-Sb-based catalyst (U.S. Pat. No. 3,686,295), a VP-based catalyst (Japanese Patent Publication No. 58-5188), and a Bi-V-based catalyst (Japanese Unexamined Patent Publication No. 63
295545), V-Sb-based catalyst and Fe-Sb
-Based catalyst mixture (JP-A-63-295546),
Mo-V-Te-Nb-based catalysts (JP-A-2-257), (Nb, Ta) -Mo-Bi-Cr-based catalysts (JP-A-6-257)
-116225), a Cr-Sb-W-based catalyst (JP-A-7-157461), a Mo-Sb-W-based catalyst (JP-A-7-157462), a Mo-V-Sb-based catalyst (JP-A-7-157462). 9-157241), Mo-Sb-
Cr-based catalyst (JP-A-10-43586), Mo-
Sb- (Fe, Ga, Zn, Co, Mn) -based catalyst (JP-A-10-43587), W-Cr-Bi-based catalyst (JP-A-10-87513), Mo-Cr-Bi
-Fe-based catalyst (JP-A-10-195036), M
o- (Bi, Te) -Cr-based catalyst (JP-A-11-993)
No. 34) has been reported.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】飽和炭化水素のアンモ
酸化による不飽和ニトリルの製造では、上記の様な多く
の検討にもかかわらず、なお目的の収率が低いのが現状
である。また、反応系に有機ハロゲン化物、無機ハロゲ
ン化物、イオウ化合物を少量添加し、ニトリルの収率を
向上させる試みもなされているが、これらの添加により
反応器の腐食の問題が発生するので工業的な実施が困難
となる欠点がある。腐食性のハロゲンプロモーターなど
を用いずにプロパンまたはイソブタンのアンモ酸化を効
率よく行う触媒の開発は当業界では重要な課題となって
いる。
In the production of unsaturated nitriles by ammoxidation of saturated hydrocarbons, despite the many studies described above, the target yield is still low. Attempts have also been made to increase the yield of nitriles by adding a small amount of organic halides, inorganic halides, and sulfur compounds to the reaction system. There is a drawback that it is difficult to implement it. Development of a catalyst for efficiently performing ammoxidation of propane or isobutane without using a corrosive halogen promoter or the like has been an important issue in the art.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、プロピレ
ンまたはイソブテンを原料としてアクリロニトリルまた
はメタクリロニトリルを製造するための新規触媒を鋭意
検討した結果、Fe−Sb−Cr−Mo−X系の金属酸
化物(Xは1種または複数種の特定元素を示す)の存在下
でアンモ酸化を行うことにより、反応系にハロゲンプロ
モーターを存在させることなく、目的の不飽和ニトリル
を効率よく製造できることを見出し、本発明を完成する
に至った。
The present inventors have conducted intensive studies on a novel catalyst for producing acrylonitrile or methacrylonitrile by using propylene or isobutene as a raw material. As a result, the present inventors have found that a new catalyst of the Fe-Sb-Cr-Mo-X type is used. By carrying out ammoxidation in the presence of a metal oxide (X represents one or more specific elements), the desired unsaturated nitrile can be efficiently produced without the presence of a halogen promoter in the reaction system. As a result, the present invention has been completed.

【0006】すなわち、本発明はプロパンまたはイソブ
タンを、下記実験式で示される触媒組成物の存在下でア
ンモ酸化反応することを特徴とするアクリロニトリルま
たはメタクリロニトリルの製造方法に関する。 FeaSbbCrcModQeOf (上記式中、Feは鉄、Sbはアンチモン、Crはクロ
ム、Moはモリブデン、QはLi、Na、K、Rb、C
s、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、
Ce、Pr、Nd、Sm、Th、U、Ti、Zr、H
f、Nb、Ta、W、V、Mn、Re、Co、Ni、R
u、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、A
u、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Tl、G
e、Sn、Pb、P、B,As、Bi、Se及びTeか
らなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を示し、添
字a、b、c、d、e及びfは原子比を示し、それぞれ
次の範囲にある。 a=5〜15、好ましくは7〜12 b=5〜100、好ましくは5〜50 c=0.01〜15、好ましくは0.1〜10 d=0.01〜15、好ましくは0.1〜10 e=0〜15、好ましくは0〜10 f=上記各成分が結合して生成する酸化物に対応する数
である。)
That is, the present invention relates to a process for producing acrylonitrile or methacrylonitrile, which comprises subjecting propane or isobutane to an ammoxidation reaction in the presence of a catalyst composition represented by the following empirical formula. FeasSbbCrcModQeOf (where Fe is iron, Sb is antimony, Cr is chromium, Mo is molybdenum, Q is Li, Na, K, Rb, C
s, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, La,
Ce, Pr, Nd, Sm, Th, U, Ti, Zr, H
f, Nb, Ta, W, V, Mn, Re, Co, Ni, R
u, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, Ag, A
u, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Tl, G
e, Sn, Pb, P, B, As, Bi, Se, and at least one element selected from the group consisting of Te, and subscripts a, b, c, d, e, and f indicate atomic ratios, It is in the following range. a = 5 to 15, preferably 7 to 12 b = 5 to 100, preferably 5 to 50 c = 0.01 to 15, preferably 0.1 to 10 d = 0.01 to 15, preferably 0.1 10 to 10 e = 0 to 15, preferably 0 to 10 f = a number corresponding to the oxide formed by combining the above components. )

【0007】[0007]

【発明の実施形態】以下、本発明の実施の形態を詳細に
説明する。本発明で用いる触媒組成物の成分である鉄、
アンチモン、クロム、モリブデンの原子比が上記の範囲
に入っていることが目的化合物を高収率で得るためには
特に重要であり、この範囲をはずれると目的生成物の収
率が大幅に低下する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. Iron which is a component of the catalyst composition used in the present invention,
It is particularly important that the atomic ratio of antimony, chromium, and molybdenum is within the above range in order to obtain the target compound in a high yield, and when the ratio is outside this range, the yield of the target product is significantly reduced. .

【0008】本発明で用いる触媒組成物のQ成分は、物
性の改善、適性化、反応速度の調整、選択率の改善など
を目的に加える事もできるが、上記の範囲以上の添加は
マイナスの影響が生じる。
The Q component of the catalyst composition used in the present invention can be added for the purpose of improving physical properties, making it suitable, adjusting the reaction rate, improving the selectivity, and the like. Affects.

【0009】また、本発明で用いる触媒組成物として
は、特定の結晶構造、具体的には鉄アンチモネートを結
晶相として含むものが好ましい。鉄アンチモネートとし
ては、例えばFeSbO4 、FeSb2O4 、FeSb2
O6 など数種のものが知られており、本発明の触媒組
成物ではこれら何れの種類のものでも用いることができ
る。通常、FeSbO4 が最も一般的なものであり、こ
れについてもX線回折データが、例えば、J.Kori
nth,P.Royen,Z.Anorg.allg.
Chem.,340,146−157(1965)などに
示されている。本発明で用いる触媒組成物における結晶
性鉄アンチモネートもX線回折でその存在の有無が確認
できる。
[0009] The catalyst composition used in the present invention preferably has a specific crystal structure, specifically, iron antimonate as a crystal phase. Examples of iron antimonates include FeSbO4, FeSb2 O4, and FeSb2.
Several types such as O6 are known, and any of these types can be used in the catalyst composition of the present invention. Usually, FeSbO4 is the most common, for which also X-ray diffraction data is described, for example, in J. Mol. Kori
nth, P.N. Royen, Z .; Anorg. allg.
Chem. , 340 , 146-157 (1965). The presence or absence of crystalline iron antimonate in the catalyst composition used in the present invention can be confirmed by X-ray diffraction.

【0010】本発明でいう結晶性鉄アンチモネートとは
純粋な鉄アンチモネートのみを言うのではなく、これに
種々の元素が固溶したものも含まれる。また、鉄成分お
よびアンチモン成分は必ずしもそのすべてが結晶性鉄ア
ンチモネートを形成していなくてもよく、一部の鉄成分
あるいはアンチモン成分が非結晶の状態で存在していて
も何ら差し支えないし、また、別の化合物を形成してい
てもよい。
[0010] The crystalline iron antimonate referred to in the present invention includes not only pure iron antimonate but also a solid solution of various elements. Further, all of the iron component and the antimony component do not necessarily have to form crystalline iron antimonate, and there is no problem even if some iron components or antimony components are present in an amorphous state. , May form another compound.

【0011】本発明で用いる触媒組成物中で、クロム、
モリブデンおよびその他の任意成分はどのような形で存
在してもかまわないが、多くの場合は鉄アンチモネート
に固溶する形態をとるものと考えられる。
In the catalyst composition used in the present invention, chromium,
Molybdenum and other optional components may be present in any form, but will often be in a form of solid solution with iron antimonate.

【0012】本発明で用いる触媒組成物を製造するにあ
たっては、種々の調製方法が可能であるが、あらかじめ
調製した鉄アンチモネートとクロム成分の原料化合物を
含む水性スラリーを噴霧乾燥、焼成することによって製
造するのが好ましい。固定層触媒の場合は、噴霧乾燥、
焼成後、成型して用いる。流動層触媒の場合は、所望の
粒径分布を有する様に噴霧乾燥した後、焼成する。
In preparing the catalyst composition used in the present invention, various preparation methods can be used. The aqueous slurry containing iron antimonate and the raw material compound of the chromium component prepared in advance is spray-dried and calcined. It is preferably manufactured. For fixed bed catalysts, spray drying,
After firing, it is molded and used. In the case of a fluidized bed catalyst, it is spray-dried so as to have a desired particle size distribution and then calcined.

【0013】工業的に実施しやすい方法としては、特開
平4−126548等に記載の方法、あるいはこれに準
じた方法が挙げられる。例えば、硝酸鉄、酸化アンチモ
ンを含むスラリーのpHを1〜4に調整したのち、約8
0〜120℃の温度で加熱処理することによって系内に
鉄アンチモネートを生成させ、その後にクロム成分の原
料化合物を加えて得られた水性スラリーを噴霧乾燥し、
次いで焼成を行う。クロム成分の原料化合物を、例えば
硝酸鉄および酸化アンチモンと同時に混合した場合に
は、目的生成物収率の低下をきたすのみならず、触媒物
性、特に強度が低下し、実用に供し得ない。
As a method which is industrially easy to carry out, there is a method described in JP-A-4-126548 or the like, or a method analogous thereto. For example, after adjusting the pH of the slurry containing iron nitrate and antimony oxide to 1 to 4, about 8
An iron antimonate is generated in the system by performing a heat treatment at a temperature of 0 to 120 ° C., and thereafter, an aqueous slurry obtained by adding a raw material compound of a chromium component is spray-dried,
Next, firing is performed. When the raw material compound of the chromium component is mixed simultaneously with, for example, iron nitrate and antimony oxide, not only the yield of the target product is lowered, but also the physical properties of the catalyst, particularly the strength, are lowered, and it cannot be put to practical use.

【0014】鉄、アンチモン、クロム以外の成分原料に
ついては、少量ならば製造工程の任意の工程で加えるこ
とができるが、好ましくはあらかじめ調製された鉄アン
チモネートと混合するのが良い。
[0014] The component materials other than iron, antimony and chromium can be added in a small amount in any step of the production process, but preferably mixed with iron antimonate prepared in advance.

【0015】本発明で用いる触媒組成物を構成している
各成分の出発原料としては、それぞれの成分を含むもの
で有れば特に限定されるものでなく、酸化物、水酸化
物、硝酸塩などから任意に選択して用いることができ
る。例えば、鉄成分の原料としては、金属鉄、酸化鉄、
硝酸鉄、酢酸鉄、しゅう酸鉄などが、アンチモン成分の
原料としては、酸化アンチモン、金属アンチモンの硝酸
酸化によって得られる生成物などが、クロム成分の原料
としては、酸化クロム、硝酸クロムなどが、モリブデン
成分の原料としては、酸化モリブデン、モリブデン酸ア
ンモニウムなどが用いることができる。その他のQ成分
およびR成分の原料としては、それぞれの成分元素の酸
化物、水酸化物、塩化物、硝酸塩など多くの種類から任
意に選ぶことができる。
The starting materials for each component constituting the catalyst composition used in the present invention are not particularly limited as long as they contain each component, and include oxides, hydroxides, nitrates, and the like. Can be arbitrarily selected and used. For example, raw materials for iron components include metallic iron, iron oxide,
Iron nitrate, iron acetate, iron oxalate, etc., as the raw material of the antimony component, antimony oxide, products obtained by nitric acid oxidation of antimony metal, etc., as the raw material of the chromium component, chromium oxide, chromium nitrate, etc. As a raw material of the molybdenum component, molybdenum oxide, ammonium molybdate, or the like can be used. The other materials for the Q component and the R component can be arbitrarily selected from many types such as oxides, hydroxides, chlorides, and nitrates of the respective component elements.

【0016】本発明で用いる触媒組成物はそのまま用い
ることもできるが、触媒の表面積を大きくしたり、機械
的強度等の物理的性状を改善したりするために適切な担
体に担持させて用いることもできる。担体として好まし
いものとしてはシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニ
アなどが挙げられ、それぞれ単独でも良いし、それらの
混合物を用いても良い。担体は全触媒重量の10〜90
重量%の範囲内で任意に変えることができる。担体原料
には、それぞれのゾル、ゲル、酸化物の粉体などを用い
ることができる。
The catalyst composition used in the present invention can be used as it is. However, it is preferable to use the catalyst composition supported on a suitable carrier in order to increase the surface area of the catalyst or to improve physical properties such as mechanical strength. Can also. Preferred examples of the carrier include silica, alumina, titania, zirconia and the like, and each may be used alone or a mixture thereof. The carrier is 10-90 of the total catalyst weight.
It can be changed arbitrarily within the range of weight%. As the carrier raw material, sol, gel, oxide powder or the like can be used.

【0017】本発明で用いる触媒の調製における噴霧乾
燥は、回転円盤式、高圧ノズル式などいずれの方法を用
いてもよい。流動層触媒として用いる時は、最終焼成後
の触媒の粒径分布としては、10〜200μmの範囲と
なるように噴霧乾燥条件を設定する。次いで200〜9
00℃で0.5〜20時間焼成する。焼成は空気、酸
素、窒素、炭酸ガス等、またはこれらの混合ガス雰囲気
下で行うことができ、目的により任意に選択できる。最
終焼成は空気中で行っても良いが、不活性ガス、例え
ば、窒素、ヘリウム、炭酸ガス等の雰囲気下、あるいは
空気と還元性ガスとの混合ガス雰囲気下で行うのが好ま
しい。焼成温度は好ましくは400〜900℃、1〜1
0時間行う。
The spray drying in the preparation of the catalyst used in the present invention may be performed by any method such as a rotary disk type and a high pressure nozzle type. When used as a fluidized bed catalyst, the spray drying conditions are set so that the particle size distribution of the catalyst after the final calcination is in the range of 10 to 200 μm. Then 200-9
Bake at 00 ° C for 0.5 to 20 hours. The calcination can be performed in an atmosphere of air, oxygen, nitrogen, carbon dioxide, or the like, or a mixed gas atmosphere thereof, and can be arbitrarily selected depending on the purpose. The final baking may be performed in air, but is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, helium, carbon dioxide, or the like, or in a mixed gas atmosphere of air and a reducing gas. The firing temperature is preferably 400 to 900 ° C,
Perform for 0 hours.

【0018】本発明で用いる触媒の形態については特に
制限されない。流動層触媒の場合は、通常焼成後そのま
ま用いる。固定層触媒の場合は、乾燥後または焼成後に
打錠、押出成型、造粒等の方法で所望の大きさに成型
し、ペレット状、リング状、球状等の形態で用いる。
The form of the catalyst used in the present invention is not particularly limited. In the case of a fluidized bed catalyst, it is usually used as it is after calcination. In the case of a fixed-bed catalyst, it is formed into a desired size by a method such as tableting, extrusion molding, or granulation after drying or baking, and is used in the form of a pellet, ring, sphere, or the like.

【0019】本発明の反応に用いる反応ガス組成は、プ
ロパンまたはイソブタン1モルに対し、アンモニア0.
3〜5モル、酸素0.2〜5モル、その他希釈ガスとし
て窒素、水蒸気、炭酸ガスなどを加えてもよい。酸素の
供給源としては空気を用いるのが便利であり、且つ経済
的に好ましい。
The reaction gas composition used in the reaction of the present invention is such that ammonia is added to propane or isobutane per mole of ammonia.
3-5 mol, oxygen 0.2-5 mol, and nitrogen, water vapor, carbon dioxide, etc. may be added as a diluting gas. It is convenient and economically preferable to use air as a source of oxygen.

【0020】本発明で用いる反応圧力は大気圧近傍、あ
るいは若干の加圧下あるいは常圧下で行うことができ
る。反応温度は400℃〜600℃の範囲、好ましくは
420℃〜550℃の範囲である。接触時間は0.1〜
30秒の範囲である。また、反応には固定層、流動層、
移動層のいずれを用いても良い。
The reaction pressure used in the present invention can be carried out near atmospheric pressure, or under a slight pressure or at a normal pressure. The reaction temperature is in the range of 400C to 600C, preferably in the range of 420C to 550C. Contact time is 0.1 ~
The range is 30 seconds. In addition, fixed bed, fluidized bed,
Any of the moving layers may be used.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明する。なお、各実施例、比較例に共通する事項は以下
の通りである。活性試験は、内径3/4インチの流動層
反応器を用いた。接触時間、プロパンまたはイソブタン
の転化率、目的生成物(アクリロニトリルまたはメタク
リロニトリル)の選択率および収率は、次のように定義
される。 接触時間=触媒容積(l)/反応条件下における供給ガ
ス流量(l/sec) プロパンまたはイソブタンの転化率(%)=[消費した
プロパンまたはイソブタンのモル数]/[供給したプロパ
ンまたはイソブタンのモル数]×100 目的生成物の選択率(%)=[生成した目的生成物のモ
ル数]/[消費したプロパンまたはイソブタンのモル数]
×100 目的生成物の収率(%)=[生成した目的生成物のモル
数]/[供給したプロパンまたはイソブタンのモル数]×
100 また、各触媒組成式の酸素の添字Xは他の元素の価数に
より自然に決まる値。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Note that items common to each example and comparative example are as follows. The activity test used a fluidized bed reactor having an inner diameter of 3/4 inch. The contact time, the conversion of propane or isobutane, the selectivity and yield of the desired product (acrylonitrile or methacrylonitrile) are defined as follows. Contact time = catalyst volume (l) / feed gas flow rate under reaction conditions (l / sec) Conversion of propane or isobutane (%) = [moles of propane or isobutane consumed] / [moles of propane or isobutane supplied] Number] × 100 Selectivity (%) of target product = [moles of target product generated] / [moles of propane or isobutane consumed]
× 100 Yield (%) of target product = [moles of target product generated] / [moles of supplied propane or isobutane] ×
100 The subscript X of oxygen in each catalyst composition formula is a value naturally determined by the valence of another element.

【0022】実施例1 組成がFe10Sb20Cr2Mo2OX(SiO2)5
0で表される触媒を次の方法で調製した。 (I)三酸化アンチモン粉末251.9gをとった。 (II)硝酸(比重1.38)390mlと純水490m
lとを混合して加温し、この中に電解鉄48.0gを少
しずつ加えて溶解させた。 (III)シリカゾル(SiO2:20重量%)129
0.8gとった。 (IV)パラモリブデン酸アンモニウム12.2gを純
水50mlに溶解させた。 (V)硝酸クロム九水和物68.8gを純水150gに
溶解させた。 (II)に(III)、(I)の順によく攪拌しながら
加え、15%アンモニア水によりpH2に調整した。こ
のスラリーを攪拌しながら98℃3時間加熱処理した。
その後、(IV)と(V)をよく攪拌しながら加え、こ
のようにして得られた水性スラリーを、回転円盤式の噴
霧乾燥装置を用いて噴霧乾燥した。得られた微細な球状
粒子を200℃で2時間、400℃で3時間空気雰囲気
で焼成し、さらに750℃で2時間窒素雰囲気で焼成し
た。このようにして得た触媒の粉末X線回折測定を行な
ったところ、FeSbO4 に相当する回折パターンが観
察された。この触媒を反応器に充填し、プロパン:アン
モニア:空気=1:1.2:15のモル比でプロパンの
アンモ酸化反応を行った。結果を表1に示す。
Example 1 The composition is Fe10Sb20Cr2Mo2OX (SiO2) 5
The catalyst designated as 0 was prepared in the following manner. (I) 251.9 g of antimony trioxide powder was taken. (II) 390 ml of nitric acid (specific gravity 1.38) and 490 m of pure water
and heated, and 48.0 g of electrolytic iron was gradually added and dissolved therein. (III) Silica sol (SiO2: 20% by weight) 129
0.8 g. (IV) 12.2 g of ammonium paramolybdate was dissolved in 50 ml of pure water. (V) 68.8 g of chromium nitrate nonahydrate was dissolved in 150 g of pure water. (II) was added to (III) and (I) in this order with good stirring, and adjusted to pH 2 with 15% aqueous ammonia. This slurry was heated at 98 ° C. for 3 hours while stirring.
Thereafter, (IV) and (V) were added with good stirring, and the aqueous slurry thus obtained was spray-dried using a rotary disk type spray-drying apparatus. The obtained fine spherical particles were fired at 200 ° C. for 2 hours and 400 ° C. for 3 hours in an air atmosphere, and further fired at 750 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. When a powder X-ray diffraction measurement of the catalyst thus obtained was performed, a diffraction pattern corresponding to FeSbO4 was observed. This catalyst was charged in a reactor, and propane ammoxidation reaction was performed at a molar ratio of propane: ammonia: air = 1: 1.2: 15. Table 1 shows the results.

【0023】実施例2 組成がFe10Sb20Cr4Mo2OX(SiO2)5
0で表される触媒を硝酸クロム九水和物137.6gを
純水300gに溶解させた以外は実施例1と同様の方法
で調製を行った。この触媒を使用し、実施例1と同様に
プロパンのアンモ酸化反応を行った。結果を表1に示
す。
Example 2 The composition is Fe10Sb20Cr4Mo2OX (SiO2) 5
The catalyst represented by 0 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 137.6 g of chromium nitrate nonahydrate was dissolved in 300 g of pure water. Using this catalyst, propane ammoxidation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0024】実施例3 組成がFe10Sb20Cr6Mo2OX(SiO2)5
0で表される触媒を硝酸クロム九水和物206.4gを
純水450gに溶解させた以外は実施例1と同様の方法
で調製を行った。この触媒を使用し、実施例1と同様に
プロパンのアンモ酸化反応を行った。結果を表1に示
す。
Example 3 The composition is Fe10Sb20Cr6Mo2OX (SiO2) 5
The catalyst represented by 0 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 206.4 g of chromium nitrate nonahydrate was dissolved in 450 g of pure water. Using this catalyst, propane ammoxidation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0025】実施例4 組成がFe10Sb20Cr4Mo4OX(SiO2)5
0で表される触媒をパラモリブデン酸アンモニウム1
2.2gを純水50mlに溶解させた以外は実施例2と
同様の方法で調製を行い、最終的に740℃で2時間窒
素雰囲気で焼成した。この触媒を使用し、実施例1と同
様にプロパンのアンモ酸化反応を行った。結果を表1に
示す。
Example 4 The composition is Fe10Sb20Cr4Mo4OX (SiO2) 5
The catalyst represented by 0 is ammonium paramolybdate 1
Preparation was carried out in the same manner as in Example 2 except that 2.2 g was dissolved in 50 ml of pure water, and finally baked at 740 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Using this catalyst, propane ammoxidation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0026】実施例5 組成がFe10Sb20Cr4Mo4Nb0.5OX
(SiO2)50で表される触媒をメタバナジン酸アンモ
ニウム水溶液と同時に蓚酸ニオブアンモニウム水溶液
(Nb、5wt%)114.2gを加えた以外は実
施例4と同様の方法で調製を行い、最終的に760℃で
2時間窒素雰囲気で焼成した。この触媒を使用し、実施
例1と同様にプロパンのアンモ酸化反応を行った。結果
を表1に示す。
Example 5 The composition is Fe10Sb20Cr4Mo4Nb0.5OX
An aqueous solution of ammonium niobium oxalate and an aqueous solution of ammonium metavanadate at the same time
(Nb 2 O 5 , 5 wt%) Preparation was carried out in the same manner as in Example 4 except that 114.2 g was added. Using this catalyst, propane ammoxidation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0027】実施例6 組成がFe10Sb20Cr4Mo4V2OX(SiO
2)50で表される触媒を硝酸クロム水溶液と同時にメ
タバナジン酸アンモニウム20.1gを純水120gに
加え加熱し、蓚酸40gを少しずつ加え溶解させた溶液
を加えた以外は実施例4と同様の方法で調製を行い、最
終的に720℃で2時間窒素雰囲気で焼成した。この触
媒を使用し、実施例1と同様にプロパンのアンモ酸化反
応を行った。結果を表1に示す。
Example 6 The composition was Fe10Sb20Cr4Mo4V2OX (SiO
2) The same process as in Example 4 except that the catalyst represented by 50 was added simultaneously with an aqueous solution of chromium nitrate and 20.1 g of ammonium metavanadate was added to 120 g of pure water and heated, and a solution in which 40 g of oxalic acid was gradually added and dissolved was added. Preparation was performed by the method, and finally calcination was performed at 720 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Using this catalyst, propane ammoxidation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0028】実施例7 組成がFe10Sb40Cr2Mo4OX(SiO2)5
0で表される触媒を三酸化アンチモン粉末503.8g
とったこととパラモリブデン酸アンモニウム24.4g
を純水100mlに溶解させた以外は実施例1と同様の
方法で調製を行った。この触媒を使用し、実施例1と同
様にプロパンのアンモ酸化反応を行った。結果を表1に
示す。
Example 7 The composition is Fe10Sb40Cr2Mo4OX (SiO2) 5
503.8 g of antimony trioxide powder as a catalyst represented by 0
Take and 24.4 g of ammonium paramolybdate
Was prepared in the same manner as in Example 1 except that was dissolved in 100 ml of pure water. Using this catalyst, propane ammoxidation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0029】実施例8 組成がFe10Sb10Cr0.5Mo1OX(SiO
2)50で表される触媒を三酸化アンチモン粉末12
6.0gとった、パラモリブデン酸アンモニウム6.1
gを純水25mlに溶解させた、硝酸クロム九水和物1
7.2gを純水40gに溶解させた以外は実施例1と同
様の方法で調製を行った。この触媒を使用し、実施例1
と同様にプロパンのアンモ酸化反応を行った。結果を表
1に示す。
Example 8 The composition was Fe10Sb10Cr0.5Mo1OX (SiO
2) using a catalyst represented by 50 as antimony trioxide powder 12
Ammonium paramolybdate 6.1 g, weighing 6.0 g
g of chromium nitrate nonahydrate 1 dissolved in 25 ml of pure water
Preparation was performed in the same manner as in Example 1 except that 7.2 g was dissolved in 40 g of pure water. Example 1 using this catalyst
Ammoxidation reaction of propane was performed in the same manner as in 1. Table 1 shows the results.

【0030】比較例1 組成がFe10Sb20Cr2OX(SiO2)50で表
される触媒をパラモリブデン酸アンモニウム水溶液を加
えなかった以外は実施例1と同様の方法で調製を行っ
た。この触媒を使用し、実施例1と同様にプロパンのア
ンモ酸化反応を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 1 A catalyst having a composition represented by Fe10Sb20Cr2OX (SiO2) 50 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an aqueous solution of ammonium paramolybdate was not added. Using this catalyst, propane ammoxidation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0031】比較例2 組成がFe10Sb20Cr6OX(SiO2)50で表
される触媒をパラモリブデン酸アンモニウム水溶液を加
えなかった以外は実施例3と同様の方法で調製を行っ
た。この触媒を使用し、実施例1と同様にプロパンのア
ンモ酸化反応を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 2 A catalyst having a composition represented by Fe10Sb20Cr6OX (SiO2) 50 was prepared in the same manner as in Example 3 except that an aqueous solution of ammonium paramolybdate was not added. Using this catalyst, propane ammoxidation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0032】比較例3 組成がFe10Sb20Mo2OX(SiO2)50で表
される触媒を硝酸クロム水溶液を加えなかった以外は実
施例1と同様の方法で調製を行い、最終的に700℃で
2時間空気雰囲気で焼成した。この触媒を使用し、実施
例1と同様にプロパンのアンモ酸化反応を行った。結果
を表1に示す。
Comparative Example 3 A catalyst having a composition of Fe10Sb20Mo2OX (SiO2) 50 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an aqueous solution of chromium nitrate was not added, and finally an air atmosphere at 700 ° C. for 2 hours. Was fired. Using this catalyst, propane ammoxidation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明方法で製造される触媒によれば、
プロパンまたはイソブタンを原料として高い収率で目的
とするアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを製
造することができる。
According to the catalyst produced by the method of the present invention,
The target acrylonitrile or methacrylonitrile can be produced in high yield from propane or isobutane as a raw material.

フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA02 BC02A BC02B BC04A BC04B BC05A BC05B BC06A BC06B BC09A BC09B BC10A BC10B BC11A BC11B BC12A BC12B BC13A BC13B BC16A BC16B BC17A BC17B BC18A BC18B BC19A BC19B BC21A BC21B BC22A BC22B BC23A BC23B BC25A BC25B BC26A BC26B BC27A BC27B BC31A BC31B BC32A BC32B BC33A BC33B BC35A BC35B BC36A BC36B BC37A BC37B BC39A BC39B BC40A BC40B BC42A BC42B BC43A BC43B BC44A BC44B BC46A BC46B BC47A BC47B BC50A BC50B BC51A BC51B BC52A BC52B BC54A BC54B BC55A BC55B BC56A BC56B BC58A BC58B BC59A BC59B BC60A BC60B BC62A BC62B BC64A BC64B BC66A BC66B BC67A BC67B BC68A BC68B BC70A BC70B BC71A BC71B BC72A BC72B BC73A BC73B BC74A BC74B BC75A BC75B BD02A BD02B BD03A BD03B BD07A BD07B BD09A BD09B BD10A BD10B CB54 DA05 FA01 FB30 FB63 4H006 AA02 AC54 BA02 BA03 BA05 BA06 BA07 BA08 BA09 BA10 BA11 BA12 BA13 BA14 BA15 BA19 BA20 BA21 BA22 BA23 BA24 BA25 BA26 BA27 BA30 BA31 BA35 BA81 BE14 QN26 4H039 CA70 CD10 CE30 Continued on front page F-term (reference) 4G069 AA02 BC02A BC02B BC04A BC04B BC05A BC05B BC06A BC06B BC09A BC09B BC10A BC10B BC11A BC11B BC12A BC12B BC13A BC13B BC16A BC16B BC17A BC17B BC18A BC18B BC19 BC21B BC BC BC A BC BC BC31B BC32A BC32B BC33A BC33B BC35A BC35B BC36A BC36B BC37A BC37B BC39A BC39B BC40A BC40B BC42A BC42B BC43A BC43B BC44A BC44B BC46A BC46B BC47A BC47B BC50A BC50B BC51A BC51B BC52A BC52B BC54A BC54B BC55A BC55B BC56A BC56B BC58A BC58B BC59A BC59B BC60A BC60B BC62A BC62B BC64A BC64B BC66A BC66B BC67A BC67B BC68A BC68B BC70A BC70B BC71A BC71B BC72A BC72B BC73A BC73B BC74A BC74B BC75A BC75B BD02A BD02B BD03A BD03B BD07A BD07B BD09A BD09B BD10A BD10B CB54 DA05 FA01 FB30 FB63 4H006 BAA12 BA12 BA12 BA12 BA12 BA02 BA23 BA24 BA25 BA26 BA27 BA30 BA31 BA35 BA81 BE14 QN26 4H039 CA70 CD10 CE30

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プロパンまたはイソブタンを、下記実験
式で示される触媒組成物の存在下でアンモ酸化反応する
ことを特徴とするアクリロニトリルまたはメタクリロニ
トリルの製造方法。 FeaSbbCrcModQeOf (上記式中、Feは鉄、Sbはアンチモン、Crはクロ
ム、Moはモリブデン、QはLi、Na、K、Rb、C
s、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、
Ce、Pr、Nd、Sm、Th、U、Ti、Zr、H
f、Nb、Ta、W、V、Mn、Re、Co、Ni、R
u、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、A
u、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Tl、G
e、Sn、Pb、P、B,As、Bi、Se及びTeか
らなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を示し、添
字a、b、c、d、e及びfは原子比を示し、それぞれ
次の範囲にある。 a=5〜15 b=5〜100 c=0.01〜15 d=0.01〜15 e=0〜15 f=上記各成分が結合して生成する酸化物に対応する数
である。)
1. A process for producing acrylonitrile or methacrylonitrile, wherein an ammoxidation reaction of propane or isobutane is carried out in the presence of a catalyst composition represented by the following empirical formula. FeasSbbCrcModQeOf (where Fe is iron, Sb is antimony, Cr is chromium, Mo is molybdenum, Q is Li, Na, K, Rb, C
s, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, La,
Ce, Pr, Nd, Sm, Th, U, Ti, Zr, H
f, Nb, Ta, W, V, Mn, Re, Co, Ni, R
u, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, Ag, A
u, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Tl, G
e, Sn, Pb, P, B, As, Bi, at least one element selected from the group consisting of Se and Te, and subscripts a, b, c, d, e and f indicate atomic ratios, It is in the following range. a = 5 to 15 b = 5 to 100 c = 0.01 to 15 d = 0.01 to 15 e = 0 to 15 f = a number corresponding to an oxide formed by combining the above components. )
【請求項2】 触媒組成物が鉄アンチモネートを結晶相
として含むことを特徴とする請求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the catalyst composition contains iron antimonate as a crystalline phase.
【請求項3】 触媒組成物が、あらかじめ鉄アンチモネ
ートを調製した後、これとクロム成分の原料化合物を含
む水性スラリーを調製し、ついでこのスラリーを噴霧乾
燥、焼成して製造されたものであることを特徴とする請
求項1または2記載の製造方法。
3. The catalyst composition is prepared by preparing an iron antimonate in advance, preparing an aqueous slurry containing the iron antimonate and a raw material compound of a chromium component, and then spray drying and calcining the slurry. 3. The method according to claim 1, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111135829A (en) * 2020-01-02 2020-05-12 万华化学集团股份有限公司 A kind of ammonia oxidation catalyst and its preparation method and application
CN111135829B (en) * 2020-01-02 2022-09-20 万华化学集团股份有限公司 Ammonia oxidation catalyst and preparation method and application thereof

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