JPS5811041A - アンチモン含有金属酸化物触媒の製法 - Google Patents

アンチモン含有金属酸化物触媒の製法

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JPS5811041A
JPS5811041A JP56108175A JP10817581A JPS5811041A JP S5811041 A JPS5811041 A JP S5811041A JP 56108175 A JP56108175 A JP 56108175A JP 10817581 A JP10817581 A JP 10817581A JP S5811041 A JPS5811041 A JP S5811041A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンチモン含有金属酸化物触媒の製造方法に関
し、さらに詳しくはオレフィンの酸化、酸化的脱水素お
よびアンモ酸化などに有用な、活性の優れたアンチモン
含有金属酸化物触媒の製造方法の改良に関する。
アンチモン含有金属酸化物触媒、沙羅に詳しくはアンチ
モンと鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、ウラン、錫
および銅から選ばれた少くとも1種の金属(以下、これ
らの金属を単に多価金属と記す)との酸化物からなる触
媒が、オレフィンの酸化による不飽和アルデヒドの製造
、オレフィンの酸化脱水素によるジオレフィンの製造お
よびオレフィンのアンモ酸化による不飽和ニトリルの製
造に有用であることは公知である。
例エバ、プロピレンのアンモ酸化によるアクリロニトリ
ルの製造に有用な触媒として、アンチモンと鉄、コバル
トまたはニッケルとの酸化物触媒が特公昭39−191
11号公報に、アンチモンと錫との酸化物触媒が特公昭
37−14075号公報に、アンチモンとウランとの酸
化物触媒が特公昭40−24367号公報に、アンチモ
ンとマンガンまたは銅との酸化物触媒が特公昭41−1
1972号公報に、それぞれ記載されている。
しかし、これら触媒においては目的生成物の収率の点で
充分とはいえず、これらの触媒に他の元素成分を添加す
ることによって触媒の性能を改善する試みがなされてい
る。例えば、アンチモンと鉄との酸化物、アンチモンと
錫との酸化物およびアンチモンとウランの酸化物にバナ
ジウム、モリブデン、タングステンからなる群から選ば
れた少なくとも1種の元素とテルルとの酸化物を添加し
た特公昭46−2804号、 同47−40985号お
よび同47−19764号各公報記載の多重促進アンチ
モン−多価金属酸化物触媒などが提案されている。
これら触媒の製造に当っては、前i1シ各公報に記載さ
れている方法の他に、製造方法に関する提案もいくつか
なされている。
本発明者らも高性能を有する多重促進アンチモン−多価
金属酸化物触媒を容易に製造し得る方法として、先ず触
媒の母体となるアンチモン−多価金属酸化物組成物を焼
成し1次いでこれにテルル等の添加成分を含む溶液な含
浸、乾燥後焼成して製造する特公昭52−42552号
公報記載の方法を提案した。含浸法により触媒を製造す
る場合、均質安定な含浸液を調製することが重要である
。ところが、この触媒製造法の工業的な適用に際しては
、テルル等を含む含浸液調製の点で必ずしも満足できる
ものではなかった。
すなわち、テルル等含有溶液は金属テルル。
二酸化テルル、亜テルル酸等を硝酸に溶解したテルル含
有の硝酸溶液に他成分を含む溶液を混合して調製するの
が、操作性、経済性等の点から実施し易い。しかし、テ
ルルとモリブデンまたはタングステンを含有する溶液を
調製するために、テルル゛の―硝酸溶液にモリブデンま
たはタングステンのオキシ酸塩たとえばメタまたはパラ
モリブデン酸アンモニウム、あるいはメタまたはパラタ
ングステン酸アンモニウムの水溶液を混合した場合、沈
澱物を生じることが多く。
著しく限定された濃度範囲でしか均質安定な溶液を調製
することができなかった。特にモリブデンとタングステ
ンを同時に含む溶液の場合には、均質安定な溶液の調製
はほとんど不可能であった。
そのため、前記触媒製造法においてはテルル原料として
テルル酸を用い、これと水可溶性のモリブデン等化合物
とを水に溶解して調製した均質安定な溶液が含浸液とし
て用いられている。
しかし、テルル酸は従来金属テルルを塩素酸で酸化した
り、二酸化テルルを過マンガン酸カリで酸化して、多く
の工程を経て製造、精製されているので、その工業的な
広い用途が無いこともあってかなり高価なものであり、
工業的な触媒原料としては使用しにくいものである。ま
た。
テルル酸はその製造法に起因するのであろうか。
純度の良いものが入手しにくいという問題もある。
一方、テルルを含有する均質安定な溶液の調製法に関し
て、金属テルルを特定の反応促進剤の存在下に過酸化水
素により酸化する特開昭56−5420 号公報記載の
方法がある。しかし。
この方法は危険な過酸化水素を大量に用いねばならない
ことなどから工業的な実施となると問題がある。また、
テルル成分は主としてテルル酸を用い、モリブデン成分
としてはモリブデン酸アンモニウムと過酸化水素とを反
応せしめたパーオキシモリブデン化合物を、タングステ
ン成分としてはタングステン酸アンモニウムと過酸化水
素とを反応せしめたパーオキシタングステン化合物を用
いる米国特許第3474042号明細書記載の方法があ
る。しかし、この方法も高価なテルル酸をテルル原料と
して用いており。
また過酸化水素を大量に用いることなどから工業的には
実施しにくいものである。
本発明は、このようなテルル等を含有する含浸液調製時
における問題点に解決を与えるべくなされたもので、前
記特公昭52−42552号公報記載の方法の改良に関
するものである。
本発明は、テルルとモリブデンおよびタングステンから
なる群から選ばれた少なくとも1種の元素とを含む均質
安定な含浸液を、危険な過酸化水素を用いることなく、
シかも価格が相対的に安い金属テルル、酸化テルル等の
硝酸々化により得られるテルルの硝酸溶液を用いて調製
することができ、工業的に有利にアンチモン含有酸化物
触媒を製造することのできる方法を提供することを目的
とし、リンまたはケイ素をヘテロ元素とするモリブデン
酸あるいはタングステン酸によるヘテロポリ酸をテルル
の硝酸溶液に混合かつ溶解して調製1−た均質安定溶液
な含浸液として使用することKよって、この目的を達成
しようとするものである。
すなわち1本発明の第1の発明によるアンチモン含有金
属酸化物触媒の製法は、アンチモント鉄、コバルト、ニ
ッケル、マンガン、ウラン。
錫および銅からなる群から選ばれた少なくとも1種の元
素とを必須成分として含む金属酸化物組成物を約500
℃ないし約1000℃の温度で焼成し2次いでこの焼成
酸化物組成物にモリブデンおよび(プたは)タングステ
ンとテルルとを含む水溶液を含浸させたのち、この生成
酸化物組成物を乾燥し2次いで約400℃ないし約85
0℃の温度で焼成することによってアンチモン含有金属
酸化物触媒を製造する方法において、テルル等を含む含
浸液としてリンモリブデン酸。
ケイモリブデン酸、リンタングステン酸およびケイタン
グステン酸からなる群から選ばれた少なくとも1種のへ
テロポリ酸をテルルの硝酸溶液に混合かつ溶解して調製
した均質安定な溶液を用いることを特徴とするものであ
る。
本発明の方法におけるテルル等を含む含浸液調製時にお
いては、従来テルルの硝酸溶液を用いて調製した場合に
みられたような他成分との相容性不良の問題は起らず、
均質安定なテルル等含有溶液が得られる。しかも、その
溶液は。
テルルとモリブデンおよび(または)タングステンの広
い比率、広い濃度範囲に亘って均質安定な溶液を形成す
ることかでき、かつその溶液を用いて製造したアンチモ
ン含有金属酸化物触媒は極めて良好な活性を示す。また
、含浸液調製時に用いるモリブデン、タングステンおよ
びテルルの各成分原料は、工業製品として入手し易く1
価格も特に高ftmなものではないので工業用触媒製造
の原料として使用12易いものである。
したがって1本発明の方法によればオレフィンの酸化、
酸化脱水素およびアンモ酸化などに有用なアンチモン含
有金属酸化物触媒を、工業的に極めて有利に製造するこ
とができる。また。
触媒製造時の焼成温度依存性の小さいこと、優れた活性
、物性を有する多重促進アンチモン−多価金属酸化物触
媒を製造しイIIることについては、前記特公昭52−
42552号公報記載の方法の場合と変らない。
本発明の方法によって製造される触媒の組成は限定的な
ものではないが、好ましい組成は次の実験式で表わされ
る範囲のものである。
MeaP3bbXcPdTeeQfOg(SiO□)h
ただし、上式においてMeはFe、 Co、 Nl、 
Mn。
U、SnおよびCuからなる群から選ばれた少なくとも
1つの元素であり、XはMOおよびWからなる群から選
ばれた少なくとも1つの元素である。
また、QはLi、 Na、 K、 Rb、 Cs、 M
g、 Ca、 Sr、 Ba。
La、 Ce、 Tj、 Zr、 V、 Nb、 Ta
、 Cr、几e、 Ru、 Os、 lah。
Ir、 Pd、 Pt、 Ag、 A、u、 Zn、 
Cd、 Hg、 B、 AI、 Qa、 In。
TI、 Ge、 Pb、 AsおよびBiからなる群か
ら選ばれた少な(ども1つの元素である。
なお、添字a、b、c、d、e、fおよびgは原子比を
示し。
a−10のとき b=5〜60   (好ましくは、5〜30)C=0.
01−5    (好ましくは、0.05〜3)d=Q
〜5    (好ましくは、0〜3)e=0.01−1
0   (好ましくは、  0.05〜5)f=o〜2
0(好ましくは、O〜10)g−上記各成分が結合して
生成する酸化物に対応する数 11−0〜200 である。
本発明方法によって製造される触媒は担体を用いなくて
も使用できるが、ii切な相体に相持させて用いるのが
好ましい。411体としては、シリカ、アルミナ、チタ
ニア、ジルコニア、シリカ・アルミナなどがあげられる
が、その中でも。
とくにシリカが好まl〜い。相体の使用量は、要求され
る触媒の物性や反応速度によって決められるべきである
が、一般には触媒全重延の約10ないし約90 %とす
るのが好ましい。
本発明の方法においては、先ずアンチモンと鉄、コバル
ト、ニッケル、マンガン、ウラン。
錫および銅からなる群から選ばれた少なくとも1種の元
素とを必須成分として含むアンチモンと多価金属との酸
化物組成物を約500℃ないし約1000℃の温度で約
1ないし約50時間焼成する。焼成は単一の温度でおこ
なってもよいし。
また予備焼成と高温焼成とに分けておこなってもよい。
高い温度での焼成たとえば700℃以上の焼成が望まれ
るときは、予備焼成と高温焼成とに分けて行うのが好ま
しい。この場合の予備焼成は約200℃から約600°
Cまでの温度でおこなうのが好ましい。最適な焼成条件
は触媒組成によって変動するが一般には約200℃から
約600℃までの温度で約1ないし約50時間予備焼成
したのちに、約600°Cから、約1000’Cまでの
温度で約1ないし約50時間高温焼成するのが好ましい
触媒の母体となる前記アンチモン−多価金属酸化物組成
物には、バナジウム、モリブデン。
タングステン、テルル、マグネシウム、カルシウム、ラ
ンタン、セリウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タ
ンタル、クロム、銀、亜鉛。
ホウ素、アルミニウム、ガリウム、ゲルマニウム、鉛、
リン、ヒ素、ビスマスなどの成分が含まれていても差支
えない。なお、これらのアンチモン−多価金属酸化物組
成物を製造するに際しては前述のそれぞれの特許ψ」M
?中に記載されている任意の方法を用いることができる
このようにして焼成したアンチモン−多価金属酸化物組
成物は1次いでモリブデンおよび(または)タングステ
ンとテA・ルとを含む均質安定な溶液で含浸する。この
含浸液はリンモリブデン酸、クイモリブデン酸、すyタ
ングステン酸およびケイタングステン酸からなる群から
選ばれた少なくとも114のへテロポリ酸をテルルの硝
酸溶液に混合かつ溶解1−で祠製し、それを用いる。
含浸液の調製に使用するリンモリブデン酸。
ケイモリブデン酸、リンタングステン酸およびケイタン
グステン酸は、市販の結晶または水溶液を用いることか
で館るし、公知の任意の方法によって製造することがで
きる。これらのへテロポリ酸はそれぞれ次のJ:つな一
般式で示されるものである。
リンモリブデン酸 H,(PMol、04゜) −nH
,0ケイモリブデン酸 H,(S i Mo 1104
゜〕・nH2Oす/タングステン酸 H,(FW、、0
4o) e nH,0ケイタングステン酸 H4(81
W120+o) ・nH2Oなお、これらと同様の構造
で、Moの一部がVおよび(または)Wに置換されたも
の、Wの一部がVおよび(または)Moに置換されたも
のであっても同様に用いることができる。
これらに類似の構造を持つヘテロポリ酸としては多くの
ものが知られているが2本目的のためには上記のリンお
よび(または)ケイ素なヘテロ元素とするモリブデン酸
またはタングステン酸によるへ、テロポリ酸を原料とし
て用いることが必要である。モリブデン成分とタングス
テン成分とを同時に含む含浸液を調製する場合でも同様
である。モリブデン成分またはタングステン成分の原料
のいずれか一方が前記へテロポリ酸以外のものである場
合には均質安定な溶液が調製しにくい。
テルルの硝酸溶液は金属テルル、テルル酸化物、亜テル
ル酸等を硝酸に溶解したものが用〜八られる。硝酸の濃
度は広い範囲で変動し得るが。
硝酸根の濃度として50〜5000 g−mo 1/l
程度の範囲であるのが好ましい。
このテルル等を含む含浸液はモリブデン、タングステン
、テルルの広い濃度範囲にわたって安定である。
また、この含浸液は他成分との相容性がよい。
従って、この溶液には必要により種々の元素たとえばア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、稀土類金属、バナジウ
ム、ニオブ、タンタル、クロム、マンガン、レニウム、
鉄、ルテニウム、オスミ’yム、コバルト、ロジウム、
イリジウム。
ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カド
ミウム、水銀、ホウ素、アルミニウム。
ガリウム、インジウム、タリウム、ゲルマニウム、スズ
、鉛、リン、ヒ素、ビスマス等の水可溶性化合物を適宜
所定蓋加えて含浸液とすることができる。ただし、アン
モニウムイオンは含浸液の安定性を損う場合が多いので
共存はできるだけ避けるのがよい。
焼成したアンチモン−多価金種酸化物組成物に前記のテ
ルル等を含む溶液を含浸するには任意の方法を採用する
ことができる。そのなかでも実施し易い方法は、含浸の
母体となるアンチモン−多価金属酸化物組成物の細孔容
積をあらかじめ測定し、それに見合う濃度、容量のテル
ル等を含む含浸液を調製し、これを母体触媒とよく混合
、含浸する方法である。この方法はとくに流動触媒の場
合には好適である。本発明の方法により焼成されたアン
チモン−多価金属酸化物組成物に対し、前記方法により
調製された含浸液の各成分は1強い選択的吸着をするよ
うなことがない。従って含浸成分も完成触媒内に均一に
含浸固定される。
含浸は、10・分ないし2時間程度母体触媒と含浸液を
よく混合することで十分達成される。
含浸によって母体触媒に添加される成分の合計量は、酸
化物換算で母体触媒に対し10重量%以下で効果があり
、多くの場合は5重Jii:%以下で十分である。また
、添加成分の好ましい割合は原子比で Te : (Mo 、W) : (アルカリ金属、アル
カリ土類金属、稀土類金属、 V、 Nb、 ’l”a
、 Cr、 Mn、 Re、 Ii”e。
Ru、 Os、 Co、 Rh、 Ir、 Ni、 P
d、 Pi、 Cu、 Ag、 Au。
Zn、 Cd、 Hg、 B、 AI、 Qa、 In
、 ’l’l、 Qe、 8n、 Pb、 P。
As、 B)=1 : 0.01〜5:0〜5である。
母体触媒に前記含浸液を含浸したのち、このテルル含有
酸化物組成物は乾燥され9次いで約400℃ないし約8
50℃の温度で最終焼成される。
最適な焼成条件は添加成分の種類および量によって変動
するが1本発明の方法では触媒の活性。
物性に対する焼成条件の影響はありす厳しいものでない
ので製造管理は容易であり、約400℃から約850℃
の温度範囲で約0.5 u4間ないし約50時間焼成す
ればよい。
本発明の方法における母体アンチモン−多価金属酸化物
組成物と含浸液中の添加成分との反応については必ずし
も明らかではないが、バナジウム、モリブデン、テルル
等の成分は触媒焼成時に母体のアンチ七/−多価金属酸
化物組成物と容易に反応するものとみられる。
本発明の方法は、既存の性能の劣る多重促進アンチモン
−多価金属酸化物触媒を改質して性能を高めようとする
ときにも適用できるし、また使用中に何らかの理由によ
り還元変質または添加成分の減少ないし遊離によって活
性が低下してしまった多重促進アンチモン−多価金属酸
化物触媒の賦活にも適用できる。
すなわち1本発明の第2の発明によるアンチモン含有金
属酸化物触媒の製造方法は、アンチモント鉄、コバルト
、ニッケル、マンガン、ウラン、錫および銅からなる群
から選ばれた少なくとも1種の元素とを必須成分として
含み且つ添加成分としてテルルもしくはテルルとバナジ
ウム、モリブデンおよびタングステンからなる群から選
ばれた少なくとも1種の元素とを含む金属酸化物触媒に
おいて、還元変質または前記添加成分の減少ないし遊離
により活性が低くなっている触媒に、モリブデンおよび
(または)タングステンとテルルとを含む水溶液を含浸
させ、しかるのち、この生成酸化物組成物を乾燥し1次
いで約400℃ないし約850℃の温度で焼成すること
によってアンチモン含有金属酸化物触媒を製造する方法
において、テルル等を含む含浸液として、リンモリブデ
ン酸、ケイモリブデン酸、リンタングステン酸およびケ
イタングステン酸からなる群から選ばれた少なくとも1
種のへテロポリ酸をテルルの硝酸溶液に混合かつ溶解し
て調製した均質安定な溶液を用いることを特徴とするも
のである。
この第2の発明においては、第1の発明における最初の
焼成工程が行なわれないだけで、含浸液の調製工程、生
成酸化物組成物の乾燥、焼成工程は第1の発明の場合と
全く同じように実施される。
第2の発明におけるテルル等を含む溶液には必要により
種々の元素たとえばアルカリ金属。
アルカリ土類金属、稀土類金属、バナジウム。
ニオブ、タンタル、クロム、マンガン、レニウム、鉄、
ルテニウム、オスミウム、コバルト。
ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム。
白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀。
ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム。
タリウム、ケルマニウム、スズ、鉛、リン、ヒ素、ビス
マス等の水可溶性化合物を適宜所定量加えて含浸液とす
ることができるのは第1の発明と同様である。
本発明による触媒の製造法は、優れた活性および物性を
有する多重促進アンチモン−多価金属酸化物触媒を安定
して容易に製造できるのみならず、性能の劣る前記酸化
物触媒の改質ないし賦活にも有効に利用することができ
、工業的に非常に有利である。
以下、実施例および比較例により1本発明の実施態様お
よび効果を具体的に示す。
なお1本明細豊中の目的生成物の収率および選択率は9
次の定義による。
活性試験法 プロピレンのア・ンモ酸化 触媒流動部の内径が2インチ、高さ2mの流動床反応器
に、触媒を1200pないし18009の間で適宜選択
して充填する。この反応器中へ次の組成のガスを、見掛
は線速度が15 cm / secとなるよう送入する
。反応圧力は常圧である。
酸素(空気で供給)/プロピレンー2.10(モル比)
ア ン モ ニ ア/プロピレン−1,15(モル比)
ただし、接触時間は次のように定義される。
実施例1 まず、実験式がFe+oSbuOai(S’Ot)go
 である母体触媒を次のようにして調製した。
金属アンチモン粉末4.72kgをとる。比重1,38
の硝酸17.51を約80℃に加熱し、この中に前記ア
ンチモン粉末を徐々に加える。アンチモンが完全に酸化
されたのち、過剰の硝酸を除去し、さらにこのアンチモ
ン硝酸々化物を水洗したのちボール・ミルに移し3時間
粉砕する。(I)電解鉄粉0.865 yをとる。比重
1.38の硝酸6.257を水7.751と混合し、約
80℃に加温し。
この中に前記鉄粉を少しずつ加え、鉄粉が完全に溶解し
たことを確認する。(ff) 20チシリカゾルを13.9kgとる。(III)前記
(I)、 (II)、 (III)の3者を混合し、充
分攪拌しながら濃度15%のアンモニア水を徐々に加え
てPH値を2に調製する。
このようにして得られたスラリーを攪拌しっ匁加熱し、
100℃3時間加熱した。これを噴霧乾燥後、300℃
5時間、500’02時間焼成し、最後に850℃2時
間焼成した。
次いで、テルル金属粉末15.8gを45%硝酸に30
℃で加え酸化溶解した。これにWo3として40q6の
リンタングステン酸水溶液18.0gを加えた。このよ
うにして調製したテルルとタングステンを含む溶液は沈
澱物のない均質安定な溶液であった。この均質溶液を純
水で稀釈し6.14m1とし。
上記の母体触媒2kg(細孔容積0.32m1/9)へ
注加し、よく混合した。約1時間混合1−たのち。
120’C16時間乾燥、ついで400℃4時間焼成し
最後に750℃5時間焼成した。このようにして調製し
た触媒の実験式は。
Wo、+Te0.4 P oses ”eto 5bt
s Oasl* (S”J s。
である。
比較例1−a 実施例1と同じ組成の触媒を、同様の方法でただし、タ
ングステン成分原料としてはパラタングステン酸アンモ
ニウム、リン成分原料としてはリン酸を用いて製造しよ
うとした。しかし、テルルの硝酸溶液とパラタングステ
ン酸アンモニウムの水溶液からは、混合条件を種々変動
しても均質安定な溶液は調製できなかったので、この方
法による触媒製造は断念した。
比較例1−b 比較例1−aで、テルルの硝酸溶液とパラタングステン
酸アンモニウム水溶液とからは均質安定な溶液の調製が
難しいことがわかった。そこで次のような2段含浸法に
よって触媒を調製した。
実施例1と同様の方法で調製した実験式がFe、。5b
xsoss (SiOz) @。である母体触媒を2 
k17とる。
金属テルル粉末15.8.li+を45%硝酸に30’
Cで加え酸化溶解した。これに45チ硝酸を加え液蓋を
614m1に調製し、上記の母体触媒2 kgに注加し
、約1時間よく混合する。これを120℃16時間乾燥
後、400℃4時間焼成した。次いでパラタングステン
酸アンモニウム8.1gを純水600dに懸濁攪拌しつ
つ70℃に加熱し完全に溶解させた。
これに85チリン酸o、aoyを加えたのち純水を加え
て液量な6141nlに調整し、さきに調製したテルル
成分含浸触媒に注加、約1時間よく混合した。
これを120°CI6時間乾燥後、400℃4時間焼成
し、最後に750°C5時間焼成した。このようにして
調製した触媒の実験式は。
Wo、tTell、4Pa、++1FeIllSbxa
oaa、+x (S 1ot) s。
である。
比較例2 実験式がWQ、!5TeteI”e o+8bmiO+
tta (S l0t) s。である。比重1.38の
硝酸7.21!を約80℃に加熱し。
この中に前記アンチモン粉末を徐々に加える。アンチモ
ンが完全に酸化されたことを確認したのち。
過剰の硝酸を除去する。次にこのアンチモン硝酸々化物
を水21で5回洗浄したのちボールミルに移し3時間粉
砕する。σ) 電解鉄粉0.358kgをとる。比重1.38の硝酸3
1を水4ノと混合し、約80℃に加温し、この中に前記
鉄粉な除去に加え、鉄粉を完全に溶解させた。
ついで純度99.9%の金属テルル粉末81.8.Fを
投入し溶解させた。ω) パラタングステン酸アンモニウム41.8gをとり。
これを水2ノに溶解させる。dlD シリカゾル(8i0,30重量%含有)3.84kgを
とる。(ロ) 前記(I)〜(ト)を混合し、充分に攪拌しながら。
濃度15重量%のアンモニア水を徐々に加えPHを2に
調整した。
このようにして得られたスラリーを、十分に攪拌しつつ
加熱し、100°04時間加熱をつづけた。
ついで、これを常法に従い噴霧乾燥した。得られた微細
な球状粒子を200℃4時間、400℃4時間焼成し、
最後に800℃8時間焼成した。
実施例2−a まず実験式がWo、21tTe1.0Fe1.sb t
5067.711 (S102) 80である母体触媒
を比較例2と同様の方法により調製した。
テルル金属粉末11.5pを30℃に加温した45チ硝
酸に加え完全に溶解させた。
リンモリブデン酸水溶液(Mob3換算40%)21.
6gをとり、これに上記のテルル硝酸溶液な注加、混合
した。このようにして調製したテルル・モリブデン含有
溶液は均質安定なものであり。
この均質溶液を純水で稀釈して500m1とし、上記の
母体触媒2kg(細孔容積0.25 ml / g)に
加え。
約1時間よく混合した。ついで120℃16時間乾燥し
、さらに400℃4時間、700°Cで4時間焼成した
。このようにして調製した触媒の実験式はMo 。2W
o2.Te 、、3P o01□Fe 、oSb 25
0 s7.s* (S 10.) 、。である。
実施例2−b 実施例2−aと同様に先ず実験式が Wo2IITe 1゜Ii’e 、。Sh 2,0,7
7、 (S 1o2) goである母体触媒を調製した
二酸化テルル粉末11.5.9を30℃に加温した45
q6硝酸に加え完全に溶解させた。硝酸銅Cu (NC
) s) 2・6H,044,417を加え溶解させた
リンモリブデン酸水溶液(Mob、換$40%)10.
8 gおよびケイタングステン酸水溶液(WOa換算4
0%) 8.7 、!9をとり、これに上記のテルル−
銅含有硝酸溶液を注加、混合した。このようにして調製
したテルル・銅・タングステン含有溶液は均質安定なも
のであり、この均質溶液を純水で稀釈し、500m1と
し、上記の母体触媒2kg(細孔容積o、257ILl
/7)に加え、約1時間よく混合した。
ケイで120°CI6時間乾燥し、さらに400℃で4
時間700℃時間焼成した。このようにして調製した触
媒の実験式は Mo 。□W、3Te 13P (1,0(+8cuO
,5FeI OSb 250 as、52(S l0t
) s。
である。
比較例3− a 実験式が W@sMo 1.2 Te s B 1CO4F”e 
108 b z 50 Bta (S102) so 
 である触媒を次のようにして調製した。
三酸化アンチモン粉末を5.84 kgとる。(I)電
解鉄粉0.894kgをとる。硝酸(比重1.38)6
.4ノを水4ノと混合し加温する。この中へ鉄粉を少し
ずつ加え溶解させる。これに硝酸コバルト1.864に
9を加える。(II) パラタングステン酸アンモニウム340#を1.841
!の水に溶解させる。さらにテルル酸1.104ゆを加
え溶解させる。(Jll) シリカゾル(SiO□30重l・多含有)19.22k
gとる。これにホウ酸98.9を溶解させる。■(R’
)に(IH)、(II)、(1)をこの順序で加え、よ
く攪拌しなから15チアンモニア水なすこしずつ加え。
PH2とする。このスラリーを常法により噴霧乾燥する
。このようにして得られた微細球状粒子を250℃8時
間、ついで400℃16時間焼成後2分して、一方を7
00°C4時間、残る一方を720℃4時間焼成した。
実施例3 まず実験式がMo 。、、B、Co 4Fe 、o8b
 2,07L0(S iO,) a。
である母体触媒を、比較例3と同様の方法により調製し
た。ただし、WおよびTe成分は加えず焼成条件は82
0℃4時間とした。
次いで銅片8.8yを60チ硝酸80.!li!に加え
、加温溶解した。純水1.7ノで稀釈した後これにテル
ル酸207.9.硝酸ニッケル40.3gを順次加え溶
解した。ケイタングステン酸水溶液80.4.9 (W
O。
換算40%)を、前記のテルルの硝酸溶液に注加。
混合した。このようにして調製したテルルΦ銅・タング
ステン含有溶液は均質安定なものであり。
この均質溶液を純水で稀釈して1.741とし、上記の
母体触媒6kIl(細孔容積0.29 ml/ 、ii
l )に加え約1時間よく混合した。ついで、120℃
16時間乾燥し、さらに400℃4時間焼成した。これ
を3等分し、680℃、700°Cおよび720°Cで
、各々3時間焼成した。このようにして調製した触媒の
実験式は WO2Mo o、1pets n 、Cu 。、2Nl
 。、Co 41i’e 1o8b 、、O,、、。(
S102)60である。
比較例3−b 実施例3と同じ組成の触媒を、比較例3− aと同様の
方法により調製1−だ。ただし、焼成条件は700℃4
時間と、800℃4時間の2水準とした。
実施例4 実験式がMo (1,28’l”e 、、Cu 、Fe
 、、Sb2ρ71.71+ (S ” z) aoで
ある触媒を次の様にして調製した。
三酸化アンチモン粉末を5.82 kgとる。(I)電
解鉄粉1.07kgをとる。硝酸(比重1.38)7.
1ノを水9.OA’と混合し加温する。この中へ鉄粉を
少しずつ加え溶解させる。この液に金属テルル粉末20
4yを少しずつ加え溶解させる。(n)パラモリブデン
酸アンモニウム706gをとり。
水II!に溶解させる。(III) 20%シリカゾル28.84 kgをとる。σり硝酸銅
Cu(NO3)、−6H201417gを水1ノに溶解
させる。(V) QV) K (II)、(V)、(I)、(III) 
ノl[テヨ<攪拌シツツ加え、15%アンモニア水を滴
下し、PHを2に調整する。これを攪拌しつつ100℃
4時間加熱する。
このようにして’fAHしたスラリーを常法により噴霧
乾燥し、300°C2時間、500°G2時間焼成した
のち、最後に820℃4時間焼成する。
この触媒を、触媒流動部の内径が8インチの流動層反応
器に充填し、プロピレンのアンモ酸化反応を行なった4
) 試験条件 ガス線速度    18cm/δeC 反応圧力   0−5kg/crAG 供給ガスφモル比 酸素(空気どして供給)/プロピレンー1.9(モル比
)ア ン モ ニ ア/プロピレン−1,0(モル比)
この試験条件で1反応温度450℃として200時間反
応したところ2反応開始時にはアクリロニトリル収率が
74チだったものが、70%に低下した。
この劣化触媒を抜出して、その2 kgをとった。
金属テルル粉末8.7gをとり、30℃に加温した45
チ硝酸310gに加え溶解した。
これにリンタングステン酸水解液(WO,換算40 %
 ) 13.1.9を加え、テルルおよびタングステン
を含有する溶液を調製した。この溶液は均質安定なもの
であった。これに純水を加え液量を560m1に調整し
た。この液を前記の劣化触媒(細孔容積0.28m1/
g ) 2 kgに加え、約1時間良く混合する。これ
を120℃16時間乾燥後、400℃4時間焼成し、最
後に720℃2時間焼成した。このようにして調製した
触媒の実験式は MO645W6.1’T e 1.3P 6 。。@ 
Cu B I’ e I28 b @607431 (
S 102) 6(1である。
以上の実施例および比較例の触媒について活性試験を行
ない、結果を第1表に示した。
実施例および比較例の説明 (1)実施例1と比較例1−a、1−bについて実施例
1では1本発明の方法により、テルルとタングステンを
同時に含有する均質安定な溶液が調製でき、この液を用
いて製造した触媒は。
良好な性能を与えた。
一方、テルルを硝酸酸化して得た。テルル含有硝酸溶液
とパラタングステン酸アンモニウムを用いτつ場合(比
較例1−a)は、均質安定な溶液を調製することはでき
なかった。
そこで、テルルを硝酸々化して得た液をまず含浸し、乾
燥、焼成したのち、パラタングステン酸アンモニウム水
溶液な含浸、乾燥、焼成する2段含浸法によって、実施
例1と同一組成の触媒を製造した(比較例1−b)。こ
の方法は。
上述の説明から明らかな通り、実施例1の方法に比べ操
作が繁雑であり、かつ多くの工程を要する。その上触媒
の性能も実施例1の触媒に比′1 べ劣る。
(2)実施例2−a、2−bと比較例2について比較例
2の触媒は第1表に示した通りの性能を与える。
実施例2−aおよび実施例2−bは本発明の方法により
、比較例2の触媒を改質してさらに性能を高めることが
できるか否かを検討したものである。
その鏑果、実施例2−aおよび実施例2−bにみるごと
く、少量のテルル、モリブデン、タングステン等を1本
発明の方法により含浸添加することにより、比較例2の
触媒を改質してさらに良好な触媒とすることができた。
アクリロニトリル収率の向上1反応法度の増大などが第
1表から明らかである。
(3)実施例3と比較例3−a、  3−bについて比
較例3− aは、従来公知の、全成分をはじめから混合
して製造する方法による触媒である。
活性試験の結果は、第1表に示したように良好である。
本発明による実施例3の触媒は、比較例3−aの触媒に
比べ、 Mo、W、’l”eの添加量は半分以下である
。しかるに、触媒性能は比較例3−aの触媒よりむしろ
すぐれている。また、テルル。
モリブデン、タングステン等の成分原料は、総じて比較
的高価である。これら高価な成分の添加量を少なくして
良好な性能の触媒を得られることは奮1経済的効来すく
大きいことである。
比較例3−bでは、実施例3と同一組成の触媒を従来公
知の、全成分をはじめから混合して製造する方法により
製造したものである。最終焼成条件を700℃4時間と
、実施例3に同じとしたところ炭酸ガスの生成が犬で、
アクリロニトリル収率は低く、かつ経時変化も大きかっ
た。
そこで、焼成温度を高め、アクリロニトリル収率の良好
ブよ条件を求めたが、800°Cでアクリロニトリル収
率77.596を得たにとどまった。反応速度も小さく
、この点でも実施例3の触媒には及ばなかった。
焼成温度の触媒性能に与える影響であるが。
比較例3−aの触媒は、最適焼成条件700℃4時間か
ら20℃高(なると、アクリロニトリル収率は確実に低
下している。一方1本発明による実施例3の触媒では、
680℃から20°Cきざみに720℃まで焼成温度を
変えてみたが、はとんど性能は変らず良好であった。す
なわち。
本発明の方法は、触媒性能の焼成温度依存性が小さく、
触媒の工業的製造の場合にとくに有利であり、特公昭5
2〜42552号公報の利点は保存されていることが明
らかである。
(4)実施例4について 実施例4は1本発明の方法により劣化触媒の再生ができ
ることを示しまたものである。劣化触媒の再生に有効な
ことが示された。
特許出願人 日東化学工業株式会社 手続補正1 昭和57年6り/ρ日 特許庁長官 島 1)春樹 殿 1、事件の表示 昭和56年特許願第108175号 2、発明の名称 アンチモン含有金属酸化物触媒の製法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 〒100東京都千代田区丸の内−丁目5番1号4、補正
命令の日刊 自     発 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 −1−”’、/ 6、補正の内容 明細書を次のように補正する。
(1)第15頁9〜11行[のヘテロポリ酸をテルルの
・・・を用いる。jを 「のヘテロポリ酸とテルル化合物とを硝酸に溶解、ある
いはテルル化合物を硝酸に溶解し、その溶液にへ、テロ
ポリ酸を混合かつ溶解することによって調製し、それを
用いる。」の記載に。
(2)第16頁18行〜第17頁2行「テルルの硝酸溶
液は・・・のが好ましい。」を [含浸液の調製に使用するテルル化合物としては、金属
テルル、−酸化テルル、二酸化テルル、三酸化テルル、
亜テルル酸、テルル酸などを挙げることができる。
硝酸の濃度は、硝酸根濃度として少なくとも5117)
であるのがよく、好ましくは10〜1000F/7の範
囲である。硝酸根濃度が51I/lよシ小さい場合、4
価のテルル化合物ではその加水分解によ多安定な溶液が
調製でき一2= ないし、6価のテルル化合物たとえばテルル酸では得ら
れる触媒の性能が不十分である。
このようにして調製されたテルルとモリブデンおよび/
またはタングステンを同時に含む含浸液は、その液の安
定性を保持するために液のI)Hを3以下にするのが好
ましい。pHの調整には硝酸を用いるのがよい。pHが
3よシ高い場合にはテルル成分の沈澱が生じたり、ヘテ
ロポリ酸が不安定になシ易い。」の記載に。
(3)第23頁11行と12行の間に、次の活性試験法
(2)を加入する。
「活性試験法(2) ブテン−1の酸化脱水素 2 mu X 211!1ψの円柱状に成型された触媒
25―を、内径16關、長さ500 mのU字型固定床
反応器に充填する。これを亜硫酸ソーダと硝酸カリウム
の等景況合物よシなる熔融塩浴で加温し、所定の温度に
保持する。この反応器へ次の組成のガスを1時間に7.
 s 1(NTP>3− の割合で送入する。反応圧力は常圧である。
酸素(空気で供給)/ブテンー1  =  1.1(モ
ル比)水 /ブテンー1  =  1.5(モル比)(
4) 一4− (5)第32頁1行と2行の間に、次の実施例3−aを
加入する。
[実施例3−a 実験式が%W0.2M00.25T80.5BIC04
Fe10Sb25072.9(S 102 )、40で
ある触媒を次のようにして調製した。
まず、実験式が、MOo、25B1C04Fe1oSb
25071.25071−25 (SiO2)6oであ
る触媒を、比較例3− aと同様の方法により調製1〜
だ。ただし、WおよびTe成分は加えず、焼成温度は8
00℃5時間とした。
40%硝酸666gを40℃に加温し、金属テルル粉末
14.8.9を少しずつ加え溶解させる。これに、ケイ
タングステン酸水溶液(WO3換算30%) 35.9
 Fを加え、テルルおよびタングステンを含有する溶液
を調製した。この溶液は、均質安定ガものであった。
これを純水で稀釈して0.621とした。この液のp 
I−IはO以下、硝酸根濃度は39011/13であっ
た。この液を上記の(8体触媒29(頼7− 知容積0.311nl/f)に加え、1.5時間よく混
合した。ついで120℃16時間乾燥しさらに400’
C2時間焼成した。これを720℃4時間焼成した。」 (6)第36頁、第1表を別紙第1表のとおりに。
(7)第40頁、14行と15行の間に、次の実施例5
および6を加入する。
「実施例5 実験式がUlo 5t)5oWo、+ TeO,5Zn
O−50123−5(5i02)+50である触媒を、
次のようにして調製した。
金属アンチモン粉末(100メツシー以下)60、9 
、?を、加熱した63チ硝酸5Qauの中へ少しずつ加
える。アンチモンを全部加え、褐色ガスの発生がとまっ
たのち室温に16時間放置する。のち、過剰の硝酸を除
去し、沈澱を100ゴの水で3回洗浄する。(I)硝酸
ウラニルUO2(NOs )2・6H2050,2#を
水100ゴに溶解させる。(It) シリカゾル(Si0220重量%)を180.3.?と
る。側 8− (1)、(10および(至)を混合し、よく攪拌しなが
ら加熱乾固させる。
乾固物を破砕し200℃2時間、ついで400 ’C2
時間焼成したのち水を加えて捏和し、ペレット状(2m
m X 2 mmψ)に成型する。
これを130’CI6時間乾燥後800℃5時間焼成し
た。
テルル酸1.15.9を水30−に溶解し、これにリン
タングステン酸溶液(WOs換算20%)1.16gを
混合した。これに硝酸亜鉛Zn (NOg)2嗜6H2
01,49,Fを加え、全液量を441Ltとした。こ
の液のpHは2.2、硝酸根濃度は14y/ノであった
この含浸液を、上にlA[した触媒前駆体に吹きつけ、
120℃16時間乾燥、400℃2時間、720℃4時
間焼成した。
実施例6 1     実験式がS n105b50 W[+、2
5 Tea、s 0141・4(S i 02 )+5
0である触媒を、つぎのようにして調製した。
金属アンチモン粉末(100メツシー以下)121.8
.9と金属スズ粉末(100メツシス以下)19、8.
9とを、加熱した硝酸(比重1.38)720 MlO
中へ少しずつ加える。褐色ガスの発生がと1つだのち室
温に16時間放置する。
のち過剰の硝酸を除去し、沈澱を100−の水で3回洗
浄する。(I) シリカゾル(Si0220重量q6)300.9をとる
。(If) (I)と(IQを混合し、よく攪拌しながら加熱し乾固
させる。
乾固物を破砕し、200℃2時間、ついで400℃2時
間焼成したのち水を加えて捏和し、ペレット状(2mw
 X 2 mlψ)に成型する。
これを130°CI6時間乾燥後850°03時間焼成
した。
30%硝酸40gを50℃に加温し、金属テルル粉末0
.64 、!iJを少しずつ溶解させる。
これに、リンタングステン酸(WO3換n 25%)3
.9.9を加え、テルルおよびタングステンを含有する
溶液を調製した。この溶液は、均質安定ガものであり、
pHはθ以下、硝は根濃度は170117ノであった。
これを純水で稀釈して69iuとし、上に調製した触媒
前駆体に含浸させ、120℃16時間乾燥、400℃2
時間、700℃4時間焼成した。
以上実施例5および6の触媒について、活性試験法(2
)により活性試験を行ない、結果を第2表に示した。
11− 12−

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  アンチモント鉄、コバルト、ニック′ル、マ
    ンガン、ウラン、錫および銅からなる群から選ばれた少
    なくとも1種の元素とを必須成分として含む金属酸化物
    組成物を約500℃ないし約1000℃の温度で焼成し
    2次いでこの焼成酸化物組成物にモリブデンおよび(ま
    たは)タングステンとテルルとを含む水溶液を含浸させ
    たのち、この生成酸化物組成物を乾燥し1次いで約40
    0℃ないし約850℃の温度で焼成することによってア
    ンチモン含有金属酸化物触媒を製造する方法において、
    テルル等を含む含浸液としてリンモリブデン酸、ケイモ
    リブデン酸、リンタングステン酸およびケイタングステ
    ン酸からなる群から選ばれた少なくとも1種のへテロポ
    リ酸をテルルの硝酸溶液に混合かつ溶解して調製した均
    質安定な溶液を用いることを特徴とするアンチモン含有
    金属酸化物触媒の製法
  2. (2)  テルル等を含む含浸液が、さらにナトリウム
    。 カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カル
    シウム、バリウム、ランタン、セリウム、ジルコニウム
    、マンガン、鉄、コバルト。 ニッケル、銅、銀、亜鉛、ホウ素、アルミニウム、バナ
    ジウム、ケルマニウム、L  リン、アンチモンおよび
    ビスマスからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素
    を含むものである特許請求の範囲第1項記載のアンチモ
    ン含有金属酸化物触媒の製法。
  3. (3)  7ンチモント鉄、コバルト、ニッケル、マン
    ガン、ウラン、錫および銅からなる群から選ばれた少な
    くとも1種の元素とを必須成分として含み且つ添加成分
    としてテルルもしくはテルルとバナジウム、モリブデン
    およびタングステンからなる群から選ばれた少なくとも
    一1種の元素とを含む金属酸化物触媒において、還元変
    質または前記添加成分の減少ないしは゛遊離により活性
    が低くなっている触媒に、モリブデンおよび(または)
    タングステンとテルルとを含む水溶液を含浸させたのち
    、この生成酸化物組成物を乾燥し2次いで約400℃な
    いし約850℃の温度で焼成することによってアンチモ
    ン含有金属酸化物触媒を製造する方法において、テルル
    等を含む含浸液としてリンモリブデン酸、ケイモリブデ
    ン酸、リンタングステン酸およびケイタングステン酸か
    らなる群から選ばれた少なくとも1種のへテロポリ酸を
    テルルの1硝酸溶液に混合かつ溶解して調製した均質安
    定な溶液を用いることを特徴とするアンチモン含有金属
    酸化物触媒の製法。
  4. (4)  テルル等を含む含浸液が、さらにナトリウム
    。 カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カル
    シウム、バリウム、ランタン、セリウム、ジルコニウム
    、マンガン、鉄、コバルト。 ニッケル、銅、銀、亜鉛、ホウ素、アルミニウム、バナ
    ジウム、ケルマニウム、錫、リン、アンチモンおよびビ
    スマスからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素を
    含むものである特許請求の範囲第3項記載のアンチモン
    含有金属酸化物触媒の製法。
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