JPS5992024A - 酸化触媒の製造法 - Google Patents
酸化触媒の製造法Info
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- JPS5992024A JPS5992024A JP57201728A JP20172882A JPS5992024A JP S5992024 A JPS5992024 A JP S5992024A JP 57201728 A JP57201728 A JP 57201728A JP 20172882 A JP20172882 A JP 20172882A JP S5992024 A JPS5992024 A JP S5992024A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸化触媒の製造法に関するものであり、特にブ
タンから無水マレイン酸を製造するのに好適な酸化触媒
の製造法に関するものである。
タンから無水マレイン酸を製造するのに好適な酸化触媒
の製造法に関するものである。
炭素数グの炭化水素、特にn−ブタン、n−ブテン、ブ
タジェン等を気相酸化j〜で無水マレイン酸を製造する
方法において、バナジウムと燐を必須成分とする複合酸
化物が有効であることが知られている。(米国特許第3
,193.、ltg号)またこの触媒の中では、結晶性
の191酸バナジル((VすsP、ot )が活性成分
として有効であることが報告されている〔イー・ボーデ
ス、ビーカーティン、ジャーナルeオブφキャタリシス
(Ei、 BOrd88. P、 0ourtine、
J、 0ata1. ) j’7..2JA(/97
?))。この化合物はその結晶相が下記表−/に示すよ
うなX線回折パターンを示すことで識別できる。
タジェン等を気相酸化j〜で無水マレイン酸を製造する
方法において、バナジウムと燐を必須成分とする複合酸
化物が有効であることが知られている。(米国特許第3
,193.、ltg号)またこの触媒の中では、結晶性
の191酸バナジル((VすsP、ot )が活性成分
として有効であることが報告されている〔イー・ボーデ
ス、ビーカーティン、ジャーナルeオブφキャタリシス
(Ei、 BOrd88. P、 0ourtine、
J、 0ata1. ) j’7..2JA(/97
?))。この化合物はその結晶相が下記表−/に示すよ
うなX線回折パターンを示すことで識別できる。
表−7
(VO)* Pg OtのX#i1回折(対陰極Ou−
にα)主髪ビーク−〇〇(十〇、−〇) 強度比 /グ、+2+20 /、lt、り コ0
/g、& コ。
にα)主髪ビーク−〇〇(十〇、−〇) 強度比 /グ、+2+20 /、lt、り コ0
/g、& コ。
+23.θ /θθ
コg、4t ?。
30.0 30
33.7 弘θ
J AJ & 0
本発明者等の知見では、この化合物の結晶相は、n−フ
リン、n−プデン類の気相酸化触媒上して、従来の製法
に基ぐ無定型複合酸化物系触媒に比してかなり高活性で
あり、特にフリンの酸化に対しては100’C8度低温
域でも反応が進行するという特徴を有している。従って
上記表−/に示したX、Ii!回折ピークを有する触媒
活性種な用いることはプロセス上好ましい。
リン、n−プデン類の気相酸化触媒上して、従来の製法
に基ぐ無定型複合酸化物系触媒に比してかなり高活性で
あり、特にフリンの酸化に対しては100’C8度低温
域でも反応が進行するという特徴を有している。従って
上記表−/に示したX、Ii!回折ピークを有する触媒
活性種な用いることはプロセス上好ましい。
一方、炭素数りの炭化水素類からの気相酸化による無水
マレイン酸生成反応は、副反応である完全酸化(すなわ
ち−酸化炭素及び二酸化炭素の生成〕も含めて強い発熱
反応であり、エネルギー効率からも、また空気に対する
原料炭化水素類の爆発限界濃度が低いことからも、従来
より流動床接触酸化反応が好適であると考えられてきた
。その目的で開発された触媒には、例えばシュウ酸バナ
ジル溶液、燐酸、シリカゾル更に適当な活性促進成分を
含む混合液を噴霧、乾燥することにより調製される触媒
がある(英国特許第1.λg!?、07A;号等)。
マレイン酸生成反応は、副反応である完全酸化(すなわ
ち−酸化炭素及び二酸化炭素の生成〕も含めて強い発熱
反応であり、エネルギー効率からも、また空気に対する
原料炭化水素類の爆発限界濃度が低いことからも、従来
より流動床接触酸化反応が好適であると考えられてきた
。その目的で開発された触媒には、例えばシュウ酸バナ
ジル溶液、燐酸、シリカゾル更に適当な活性促進成分を
含む混合液を噴霧、乾燥することにより調製される触媒
がある(英国特許第1.λg!?、07A;号等)。
このようにして得られる触媒はブテン、ブタジェン等の
開化には有効であるが、ブタンの酸化には活性が充分で
なく、通常SOO℃以上の反応温度な心安とする。
開化には有効であるが、ブタンの酸化には活性が充分で
なく、通常SOO℃以上の反応温度な心安とする。
ブタンの酸化用の流動床触媒に関してもいくっかの報告
がなされている。例えば、特開昭ダデー/、2A5g7
号には、五価のバナジウム化合物を三価の燐化合物と接
触させて、複合酸化物を形成させ、次いでそれを粉砕し
て微粉としたあと、流動反応に適用した例が記載されて
いる。この方法では結晶性の活性成分をとり出すことが
でき、活性面での改善は可能であるものの、触媒の強硬
および流動性の点で十分とdいえない。
がなされている。例えば、特開昭ダデー/、2A5g7
号には、五価のバナジウム化合物を三価の燐化合物と接
触させて、複合酸化物を形成させ、次いでそれを粉砕し
て微粉としたあと、流動反応に適用した例が記載されて
いる。この方法では結晶性の活性成分をとり出すことが
でき、活性面での改善は可能であるものの、触媒の強硬
および流動性の点で十分とdいえない。
このような触媒活性成分の微粉を用いる破砕流動床反応
については、特開昭10−1ニアgg。
については、特開昭10−1ニアgg。
特開昭&A−#303g号等にも可能性が指摘され、特
開昭t&−65A、?j号では、担体に複合酸化物を付
着させて流動床触媒を製造する可能性も指摘されている
。
開昭t&−65A、?j号では、担体に複合酸化物を付
着させて流動床触媒を製造する可能性も指摘されている
。
本発明者等は、特にn−ブタンを流動床により気相酸化
するための触妹なυN元する目的で鋭意検討した結果、
第1成分としてバナジウムおよび燐をき有する特殊な結
晶性酸化物、第二成分としてバナジウムおよび燐を含有
する水性溶液、第三成分としてシリカゾルを混合してス
ラリーを調製し、噴霧、乾燥することにより強度および
流動性にすぐれた触媒を製造し得ることを見出し、先に
特許出願した(%H昭5クー5コ6ダSおよびj7−り
lI9コ0参照)。
するための触妹なυN元する目的で鋭意検討した結果、
第1成分としてバナジウムおよび燐をき有する特殊な結
晶性酸化物、第二成分としてバナジウムおよび燐を含有
する水性溶液、第三成分としてシリカゾルを混合してス
ラリーを調製し、噴霧、乾燥することにより強度および
流動性にすぐれた触媒を製造し得ることを見出し、先に
特許出願した(%H昭5クー5コ6ダSおよびj7−り
lI9コ0参照)。
これらの出願で牙−成分として使用する結晶性酸化物は
、前述の表−lと同様のX線回折パターンを示すもので
あり、従ってこのものは本質的に(VO)* Pg O
t なる化学式で示されるピロ燐酸バナジルであると
考えられる。一方、前述のB、 Fordos等による
と、(Vすl p、 o、で表わされるピロ燐酸バナジ
ルは、酸素を含む界囲気中で高温に加熱すると、下記式
によりバナジウムが四価から三価に酸化されて、下記表
−コの%徴的なX線回折パターンを示す結晶性燐酸バナ
ジウム化合物に変化するとされている。
、前述の表−lと同様のX線回折パターンを示すもので
あり、従ってこのものは本質的に(VO)* Pg O
t なる化学式で示されるピロ燐酸バナジルであると
考えられる。一方、前述のB、 Fordos等による
と、(Vすl p、 o、で表わされるピロ燐酸バナジ
ルは、酸素を含む界囲気中で高温に加熱すると、下記式
によりバナジウムが四価から三価に酸化されて、下記表
−コの%徴的なX線回折パターンを示す結晶性燐酸バナ
ジウム化合物に変化するとされている。
(VO)* Pa Oq +//λO1臼曙β−VOP
O4衣−− Xi回折ピーク(対阪極Ou−にα) コθ ビーク強度 /7.1強 /q、3強 コロ、:1 最強 −g、i中 、29./ 最強 30.0中 3ダ、θ中 4to、g中 ダへ6 中 本発明者等は上記ピロ燐酸バナジル中のバナジウムの三
価への酸化の程度と結晶構造および無水マレイン酸用触
媒としての性能上の関係につき検討した結果、三価のバ
ナジウムの比率が3S%に達するま−では前述のピロ燐
酸バナジルの結晶構造が保持されるが、さら処酸化が進
むと一〇=27.ダ0 (対陰極Cu−にα)等にブロ
ードなピークが出現してきて結晶構造の破壊、転移がお
こること、及び触媒性能も三価のバナジウムの比率が3
3チに達するまではむしろピロ燐酸バナジルそのものよ
りも優れていることが判明した。
O4衣−− Xi回折ピーク(対阪極Ou−にα) コθ ビーク強度 /7.1強 /q、3強 コロ、:1 最強 −g、i中 、29./ 最強 30.0中 3ダ、θ中 4to、g中 ダへ6 中 本発明者等は上記ピロ燐酸バナジル中のバナジウムの三
価への酸化の程度と結晶構造および無水マレイン酸用触
媒としての性能上の関係につき検討した結果、三価のバ
ナジウムの比率が3S%に達するま−では前述のピロ燐
酸バナジルの結晶構造が保持されるが、さら処酸化が進
むと一〇=27.ダ0 (対陰極Cu−にα)等にブロ
ードなピークが出現してきて結晶構造の破壊、転移がお
こること、及び触媒性能も三価のバナジウムの比率が3
3チに達するまではむしろピロ燐酸バナジルそのものよ
りも優れていることが判明した。
本発明はかかる知見に基づいて完成されたもので、その
要旨は、燐および四価と三価のバナジウムを含有し、三
価のバナジウムはバナジウム全体の35係以下であり、
かつ前記表−/の特徴的なX線回折ピークを示す結晶性
複合酸化物よりなる第一成分、バナジウムおよび燐を含
有する水性溶液から成る第二成分、およびシリカゾルよ
りなる第三成分を混合してスラリーとし、これを噴嬉乾
燥することを特徴とする酸化触媒の製造法に存する。
要旨は、燐および四価と三価のバナジウムを含有し、三
価のバナジウムはバナジウム全体の35係以下であり、
かつ前記表−/の特徴的なX線回折ピークを示す結晶性
複合酸化物よりなる第一成分、バナジウムおよび燐を含
有する水性溶液から成る第二成分、およびシリカゾルよ
りなる第三成分を混合してスラリーとし、これを噴嬉乾
燥することを特徴とする酸化触媒の製造法に存する。
本発明について詳細に説明するに、本発明では表−7に
示すX線回折ピークを示す結晶性のバナジウム−燐系酸
化物を第一成分として使用する。このような回折スペク
トルを与える化合物としては、(VO)@ROqで示さ
れるピロ燐酸バナジルがある。このものは通常、前駆体
となる化合物を製造し、次いでこれを焼成することによ
り製造される。前駆体としては、例えばVOPO4JH
* O、(N&)t [(VO)10104 (HI
PO4)* )’jH*、o が知られている( E、
Bord−as 、 P、 0ourtine 、前
述書)また、下記表−3の特徴的なX線回折スペクトル
を有する結晶性のバナジウム−燐系酸化物も前駆体とし
て有効である。
示すX線回折ピークを示す結晶性のバナジウム−燐系酸
化物を第一成分として使用する。このような回折スペク
トルを与える化合物としては、(VO)@ROqで示さ
れるピロ燐酸バナジルがある。このものは通常、前駆体
となる化合物を製造し、次いでこれを焼成することによ
り製造される。前駆体としては、例えばVOPO4JH
* O、(N&)t [(VO)10104 (HI
PO4)* )’jH*、o が知られている( E、
Bord−as 、 P、 0ourtine 、前
述書)また、下記表−3の特徴的なX線回折スペクトル
を有する結晶性のバナジウム−燐系酸化物も前駆体とし
て有効である。
表−3
Xlllil回折ピーク(対陰極Ou−にα)−〇〇(
±0.2°) 強度比 / 3.7 / 00/デ。
±0.2°) 強度比 / 3.7 / 00/デ。
6 !rθ−9,2グO
コア、/ グS+2g、g
、2 &3θ、グ
gOこの前躯体化合物は公知
であり、その製造法としては次のような方法がある。
、2 &3θ、グ
gOこの前躯体化合物は公知
であり、その製造法としては次のような方法がある。
(0塩酸溶液等の非酸化性N2性溶液中で、五酸化バナ
ジウムのような三価のバナジウムを、f;(酸等の還元
剤の併用で還元して、四価のバナジウムイオンを含有す
る溶液を調製1〜、燐酸と反応させた後、生成した可溶
性のバナジウム−燐複合体を、水を加えて沈でんさせる
方法(%開開!r/−9!;990号〕、■五酸化バナ
ジウムのような三価のバナジウム化合物と燐酸を、ヒド
ラジン塩酸塩またはヒドロキシルアミン塩酸塩のような
還元剤の存在下に、水性媒体中で反応させ、濃縮あるい
は蒸発乾固して結晶を得る方法(特開昭54−’I!;
g/jt号)、捷たは■五酸化バナジウムをエタノール
、インプロパツール、グリセロールのような有機媒体中
で還元し、無水燐酸と反応させ、ベンゼン等の溶媒で共
沸脱水して結晶を沈でんさせる方法(米国特Iff第ダ
、21!、3.−gg号)等が知られている。
ジウムのような三価のバナジウムを、f;(酸等の還元
剤の併用で還元して、四価のバナジウムイオンを含有す
る溶液を調製1〜、燐酸と反応させた後、生成した可溶
性のバナジウム−燐複合体を、水を加えて沈でんさせる
方法(%開開!r/−9!;990号〕、■五酸化バナ
ジウムのような三価のバナジウム化合物と燐酸を、ヒド
ラジン塩酸塩またはヒドロキシルアミン塩酸塩のような
還元剤の存在下に、水性媒体中で反応させ、濃縮あるい
は蒸発乾固して結晶を得る方法(特開昭54−’I!;
g/jt号)、捷たは■五酸化バナジウムをエタノール
、インプロパツール、グリセロールのような有機媒体中
で還元し、無水燐酸と反応させ、ベンゼン等の溶媒で共
沸脱水して結晶を沈でんさせる方法(米国特Iff第ダ
、21!、3.−gg号)等が知られている。
また、本発明者らは四価のバナジウムイオンおよび燐酸
を含む水溶液を/10〜コgo℃の温度に加熱する水熱
合成法により、上述の特徴的なX線回折スペクトルを有
する先駆体を製造する方法を提案した(特願昭57−3
コ/10号参照)。
を含む水溶液を/10〜コgo℃の温度に加熱する水熱
合成法により、上述の特徴的なX線回折スペクトルを有
する先駆体を製造する方法を提案した(特願昭57−3
コ/10号参照)。
これらの方法で得られる前駆体は(v*on)(P、O
,) (xato)の組成式で表わすことができる。
,) (xato)の組成式で表わすことができる。
従って燐とバナジウムの比はP / V原子比で理論的
には/、0であるので、いずれの方法で製造する場合に
もバナジウム化合物と、燐化合物はP/V原子比でθ0
g〜/、、2&の範囲内で反応させるのが好ましい。
には/、0であるので、いずれの方法で製造する場合に
もバナジウム化合物と、燐化合物はP/V原子比でθ0
g〜/、、2&の範囲内で反応させるのが好ましい。
また本発明で使用する第一成分は、バナジウムイオンと
のイオン半径の差の小さい各種の金属イオンで一部置換
されていてもよい。このような金属イオンとしては、鉄
、クロム、アルミニウム、チタン、コバルト、マグネシ
ウム等のイオンが挙げられる。このような金属イオンで
一部置換された複合酸化物は、触媒とした際、活性の向
上及び活性の安定化に者しい改善をもたらすことができ
る。1に換の割合は、バナジウム元素1モルあたり金属
としてo、oos〜o、qモル、より好ましくはO20
に−0,−モルの範囲で選択される。複合酸化物にこの
ような他の金属イオンを導入する方法としては、複合酸
化物前駆体を製造する段階で、これらの金属イオンを塩
酸塩、硫酸用、硝酸塩、炭酸塩寺の無機塩、蓚酸塩等の
有機塩の形で添加する方法があげられる。
のイオン半径の差の小さい各種の金属イオンで一部置換
されていてもよい。このような金属イオンとしては、鉄
、クロム、アルミニウム、チタン、コバルト、マグネシ
ウム等のイオンが挙げられる。このような金属イオンで
一部置換された複合酸化物は、触媒とした際、活性の向
上及び活性の安定化に者しい改善をもたらすことができ
る。1に換の割合は、バナジウム元素1モルあたり金属
としてo、oos〜o、qモル、より好ましくはO20
に−0,−モルの範囲で選択される。複合酸化物にこの
ような他の金属イオンを導入する方法としては、複合酸
化物前駆体を製造する段階で、これらの金属イオンを塩
酸塩、硫酸用、硝酸塩、炭酸塩寺の無機塩、蓚酸塩等の
有機塩の形で添加する方法があげられる。
このようにして得られる置換固溶型の複合酸化物のX線
回折パターンは、表−/に示したピークから若干シフト
するが、−〇〇が±0.2°以内である。
回折パターンは、表−/に示したピークから若干シフト
するが、−〇〇が±0.2°以内である。
この前駆体をアルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気下に
焼成すると、表−/に示す主要X線回折ピークを有する
化合物が得られる。
焼成すると、表−/に示す主要X線回折ピークを有する
化合物が得られる。
この化合物はバナジウムが実質的に四価の状態得られる
。第一成分中の三価のバナジウムの比率は最終的に得ら
れる触媒の性能と相関があり、一般に三価のバナジウム
の比率が/S〜u、ll−%のときに最良の結果が得ら
れ、比率がこの範囲より大きくても小さくても性能は低
下する。
。第一成分中の三価のバナジウムの比率は最終的に得ら
れる触媒の性能と相関があり、一般に三価のバナジウム
の比率が/S〜u、ll−%のときに最良の結果が得ら
れ、比率がこの範囲より大きくても小さくても性能は低
下する。
そして三価のバナジウムの比率が3s%より大きくなる
と、(VO)* Pt Otの結晶相がこわれ始める。
と、(VO)* Pt Otの結晶相がこわれ始める。
このような過度に酸化された焼成物は触媒製造に際して
、ときとしてガム状固形物を形成する不利があり、また
性能の低い触媒しか得られない。従って空気中での焼成
は、三価のバナジウムの比率が3j係以下に重重る範囲
で行なわなければならない。第一成分中の三価のバナジ
ウムの好適な比率は!r〜、7!rq6である。
、ときとしてガム状固形物を形成する不利があり、また
性能の低い触媒しか得られない。従って空気中での焼成
は、三価のバナジウムの比率が3j係以下に重重る範囲
で行なわなければならない。第一成分中の三価のバナジ
ウムの好適な比率は!r〜、7!rq6である。
なお、不活性ガス−空気と一段階で焼成する代りに、前
述の前駆体を不活性ガスで希釈された空気中で焼成して
5、表−/に示すX a1回折ピークを有し、所定の比
率で三価のバナジウムを含む第一成分とすることもでき
る。前駆体を通常の空気中で焼成して第一成分とする場
合には、バナジウムの酸化が過度に進行しないように温
度制御等の而で注意を要する。
述の前駆体を不活性ガスで希釈された空気中で焼成して
5、表−/に示すX a1回折ピークを有し、所定の比
率で三価のバナジウムを含む第一成分とすることもでき
る。前駆体を通常の空気中で焼成して第一成分とする場
合には、バナジウムの酸化が過度に進行しないように温
度制御等の而で注意を要する。
前駆体の焼成は、任意の形式の炉で行ない得るが、通常
はマツフル炉、ロータリーキルン、流動床焼成炉等が用
いられる。焼成温度it前躯体の脱水温j庭であるダ3
0〜7θ0 ’CC電電当であり、好捷しくはyso〜
1.00℃である。
はマツフル炉、ロータリーキルン、流動床焼成炉等が用
いられる。焼成温度it前躯体の脱水温j庭であるダ3
0〜7θ0 ’CC電電当であり、好捷しくはyso〜
1.00℃である。
なお、第一成分は、最終的に得られる触媒の強度の点よ
りして、コー)レターカウンター法による平均粒径が7
0μ以下、特に!μ以下の微細な粒子であるのが好−ま
しく、従って前駆体の段階で粉砕するかまたは焼成後に
粉砕するのが好ましい。前述の水熱合成法によれば微細
な前駆体を生成させることができるので、水熱合成で得
られた微細な前駆体を含むスラリーを噴霧乾燥すると、
上述の大きさの微細な前駆体を直接取得することができ
る。粉砕を行なう場合にはハンマーミル、ジェットミル
、コロイドミル、サンドグラインダー等の公知の湿式ま
たは乾式の粉砕機を用いることができる。湿式粉砕を行
なう場合には、第二成分、第三成分のいずれかtiは全
部と混合してスラリー化した佐に行なってもよい。
りして、コー)レターカウンター法による平均粒径が7
0μ以下、特に!μ以下の微細な粒子であるのが好−ま
しく、従って前駆体の段階で粉砕するかまたは焼成後に
粉砕するのが好ましい。前述の水熱合成法によれば微細
な前駆体を生成させることができるので、水熱合成で得
られた微細な前駆体を含むスラリーを噴霧乾燥すると、
上述の大きさの微細な前駆体を直接取得することができ
る。粉砕を行なう場合にはハンマーミル、ジェットミル
、コロイドミル、サンドグラインダー等の公知の湿式ま
たは乾式の粉砕機を用いることができる。湿式粉砕を行
なう場合には、第二成分、第三成分のいずれかtiは全
部と混合してスラリー化した佐に行なってもよい。
本発明における第二成分のバナジウム、および燐を含有
する水性溶液は、通常、実質的に四価のバナジウムと三
価の燐を合宿し、その少くとも一部が燐酸バナジルとし
て存在することがこの第二成分は、第一成分の複合酸化
物と第三成分の担体としてのシリカゾルとのバインダー
としての効果を有し、流動触1f11.の流動性、強度
の向上に寄与する。このような水溶液の製法は特に限定
的ではないが、以下にその数例を示す。
する水性溶液は、通常、実質的に四価のバナジウムと三
価の燐を合宿し、その少くとも一部が燐酸バナジルとし
て存在することがこの第二成分は、第一成分の複合酸化
物と第三成分の担体としてのシリカゾルとのバインダー
としての効果を有し、流動触1f11.の流動性、強度
の向上に寄与する。このような水溶液の製法は特に限定
的ではないが、以下にその数例を示す。
一般的には、燐酸を含有する水性溶液に、還元剤と五酸
化バナジウムを綜加して浴解さぜることによりIA造さ
れる。水性溶液中のバナジウム元素に対する燐元素の原
子比に、θ、S〜/θの範囲が好捷しい。一般に燐酸バ
ナジルを含イJする水性溶液に不安定であり、長時間安
だに保つことは困難な場合があるため、水性溶液の安定
化のために蓚酸を存在さぜることかできる。
化バナジウムを綜加して浴解さぜることによりIA造さ
れる。水性溶液中のバナジウム元素に対する燐元素の原
子比に、θ、S〜/θの範囲が好捷しい。一般に燐酸バ
ナジルを含イJする水性溶液に不安定であり、長時間安
だに保つことは困難な場合があるため、水性溶液の安定
化のために蓚酸を存在さぜることかできる。
その量はバナジウム元素にλ1する蓚酸のモル比でパノ
以下、好唸しくUO,−〜/のi+i2囲である。
以下、好唸しくUO,−〜/のi+i2囲である。
イ1わ酸の量があまり多いと、触媒の(タン4成約ツウ
;度、高け1度、活性面に好1しくない影’ill ’
/’、与える。
;度、高け1度、活性面に好1しくない影’ill ’
/’、与える。
換言すれば、バナジウム元素に対する蓚酸のモル比が八
−以下という範囲は蓚酸)くナジルを形成しない範囲と
いうことができる。
−以下という範囲は蓚酸)くナジルを形成しない範囲と
いうことができる。
水性浴液の製法の具体例としては次のような方法がある
。
。
第1 K *i 酸およびイ1ね酸を含有する水性溶液
に五酸化バナジウムを、バナジウム元素に対するイ6酸
のモル比がへ7以下で、かつ好ましくはo、q以上添加
して、燐酸ノ(ナジル及び蓚酸を含有する水性溶液とす
る方法である。具体的には、燐酸を含有する酸性水性媒
体中に蓚酸を溶解し、五酸化バナジウムを若干の加温に
よりi元が進行する温度に保ちつつ添加することによっ
て製造する。この方法によれば、趙元終了後は、)(ナ
ジウム元素に対し、へコモル以下の蓚酸が存在すること
になる。
に五酸化バナジウムを、バナジウム元素に対するイ6酸
のモル比がへ7以下で、かつ好ましくはo、q以上添加
して、燐酸ノ(ナジル及び蓚酸を含有する水性溶液とす
る方法である。具体的には、燐酸を含有する酸性水性媒
体中に蓚酸を溶解し、五酸化バナジウムを若干の加温に
よりi元が進行する温度に保ちつつ添加することによっ
て製造する。この方法によれば、趙元終了後は、)(ナ
ジウム元素に対し、へコモル以下の蓚酸が存在すること
になる。
第コK 、θ11酸を含有する酸性水性溶液に、蓚酸以
外の趙)E剤、好1しくは抱水ヒドラジン、ヒドラジン
−1fCIdヒドロキシルアミンの塩酸塩、燐酸塩等の
Ig機還元剤、乳酸のような有機還元剤から選ばれる一
4!I¥または二種以上の混合物を添加し、次いで五酸
化バナジウムを添加して還元し、均一な燐酸バナジル含
有水性溶液を得る。
外の趙)E剤、好1しくは抱水ヒドラジン、ヒドラジン
−1fCIdヒドロキシルアミンの塩酸塩、燐酸塩等の
Ig機還元剤、乳酸のような有機還元剤から選ばれる一
4!I¥または二種以上の混合物を添加し、次いで五酸
化バナジウムを添加して還元し、均一な燐酸バナジル含
有水性溶液を得る。
この後、好ましくは蓚酸を冷加する。
第3に、五酸化バナジウム、−メト酸および亜燐酸を水
性媒体中に混合し、亜燐酸の還元作用により四価のバナ
ジウムイオンとする方法である。
性媒体中に混合し、亜燐酸の還元作用により四価のバナ
ジウムイオンとする方法である。
この方法で得られる燐酸バナジルを@壱する水溶液は、
放置すると下り己表−グに不すような特徴的なX線回折
スペクトルを与える結晶性固体が析出する 表−ダ (対陰極Cu=I(α) このような結晶性固体の析出は、本発明の目的からは好
ましくなく、水溶液を長時間安定に保つ必要がある場合
には蓚酸を添加するのが好ましい。
放置すると下り己表−グに不すような特徴的なX線回折
スペクトルを与える結晶性固体が析出する 表−ダ (対陰極Cu=I(α) このような結晶性固体の析出は、本発明の目的からは好
ましくなく、水溶液を長時間安定に保つ必要がある場合
には蓚酸を添加するのが好ましい。
以上述べたバナジウムおよび燐を含有する水性溶液には
、必要に応じて、アルコール、ケトン、エーテル等の有
機溶媒が併用されていてもかまわない。
、必要に応じて、アルコール、ケトン、エーテル等の有
機溶媒が併用されていてもかまわない。
本発明においては、上述した第一成分および第二成分と
、第三成分のシリカゾルを混合してスラリーを調製し、
噴霧乾燥することにより触媒組成物を製造する。シリカ
ゾルはあらかじめIO−!;OM量%のスラリーとして
調製しておき、第一成分および第二成分と混合して攪拌
し、均一なスラリーとする。第一成分、第二成分および
第三成分の割合は、乾燥室i俤で第一成分:第二成分=
ao:go−go:ユθ第二成分:第三成分=so=s
o〜デO:10第一成分:第三成分−so:5o−to
:loの範囲内で選択される。
、第三成分のシリカゾルを混合してスラリーを調製し、
噴霧乾燥することにより触媒組成物を製造する。シリカ
ゾルはあらかじめIO−!;OM量%のスラリーとして
調製しておき、第一成分および第二成分と混合して攪拌
し、均一なスラリーとする。第一成分、第二成分および
第三成分の割合は、乾燥室i俤で第一成分:第二成分=
ao:go−go:ユθ第二成分:第三成分=so=s
o〜デO:10第一成分:第三成分−so:5o−to
:loの範囲内で選択される。
なお第二成分の乾燥M量は、バナジウムおよび燐をV、
04およびP、0.として計算することもできる。
04およびP、0.として計算することもできる。
第一成分および、第二成分の址が第三成分に対してあま
りに少ないと、触媒強度は向上するが、活性の低下がみ
られる。また、第二成分の掃が、第一成分に対して上記
範囲を下廻ると、触媒強度が低下する傾向にある。
りに少ないと、触媒強度は向上するが、活性の低下がみ
られる。また、第二成分の掃が、第一成分に対して上記
範囲を下廻ると、触媒強度が低下する傾向にある。
このようにして得られたスラリーは、噴霧乾燥により、
流動性および強度にすぐれた触媒組成物が得られる。噴
総乾燥の条件は、通常、風量、給液量を適当に調節して
、乾燥域でのガス温度を7−0〜350℃の範囲に設定
するのが良く、このときの乾燥ガスの入口f1.A度は
通常200〜3SO℃とする。捷た給液量°とディスク
回転数を調節して、噴霧乾燥後の触媒粒子径の平均イ1
αが30〜700ミクロン程度、より好適には110〜
70ミクロンとなる様にする。
流動性および強度にすぐれた触媒組成物が得られる。噴
総乾燥の条件は、通常、風量、給液量を適当に調節して
、乾燥域でのガス温度を7−0〜350℃の範囲に設定
するのが良く、このときの乾燥ガスの入口f1.A度は
通常200〜3SO℃とする。捷た給液量°とディスク
回転数を調節して、噴霧乾燥後の触媒粒子径の平均イ1
αが30〜700ミクロン程度、より好適には110〜
70ミクロンとなる様にする。
以上のようにして得られた触媒組成物は、1Ioo〜A
00℃の範囲で焼成して用いると、触媒活性上さらに好
ましい。焼成は空気、ブタンやブテン類を含む空気、ま
たはアルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気下に実施する
ことが好ましい。
00℃の範囲で焼成して用いると、触媒活性上さらに好
ましい。焼成は空気、ブタンやブテン類を含む空気、ま
たはアルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気下に実施する
ことが好ましい。
以上のようにして得られる触媒組成物は、流動性、強度
、活性にすぐれ、炭素数ダの炭化水素、とくにn−ブタ
ンの酸化による無水マレイン酸の製造触媒として好適に
用いられる。
、活性にすぐれ、炭素数ダの炭化水素、とくにn−ブタ
ンの酸化による無水マレイン酸の製造触媒として好適に
用いられる。
以下、本発明を実施例により説明する。
第一成分の調製
前駆体の調製
IOθリットル容量のガラスライニングを施したジャケ
ットつき耐圧容器に、脱塩水3g、0kfl、S5係燐
酸コ/、1!3に9、go係抱水ヒドラジン溶液λ、g
skgを仕込み、攪拌して均一溶液とした。発泡に注意
しながら、これに五酸化ノくナジウム/A、’10kg
を少量ずつ添加し溶解させた。この曲、液温を6o−t
ro℃以下に保つようジャケットに低温熱媒を流通させ
た。溶解が完了して発泡が停止したのち、前駆体の種結
晶/、Okgを加え、予め140℃に加熱した。高温熱
媒をジャケットに流通させて密閉状態でカロ熱した。/
470 ’Cまで/、5時間で、j#、温した。引続
き10時間加熱攪拌を継続した。その間、容器内圧は約
λ、1Ik17 / ctll Gで一定であった。9
0℃まで冷却後、脱塩水10,3に9を加え内容物を抜
出し放冷した。このスラリー〇小門を1遇し、得られた
淡青色の固体のX線回折スペクトルを測定したところ、
表−3に示す第一成分前駆体のそれと完全に一致するこ
とが判明した。スラリーは攪拌装置を用いて充分均質な
状態にしてから、高速回転ディスクを有するスプレード
ライヤーを用いて噴霧乾燥、微粉状の前駆体固体を得た
。乾燥条件はガス入口温度330〜.370℃、出口温
W/60℃であった。この粉末のP/V原子比は/、θ
5であった。
ットつき耐圧容器に、脱塩水3g、0kfl、S5係燐
酸コ/、1!3に9、go係抱水ヒドラジン溶液λ、g
skgを仕込み、攪拌して均一溶液とした。発泡に注意
しながら、これに五酸化ノくナジウム/A、’10kg
を少量ずつ添加し溶解させた。この曲、液温を6o−t
ro℃以下に保つようジャケットに低温熱媒を流通させ
た。溶解が完了して発泡が停止したのち、前駆体の種結
晶/、Okgを加え、予め140℃に加熱した。高温熱
媒をジャケットに流通させて密閉状態でカロ熱した。/
470 ’Cまで/、5時間で、j#、温した。引続
き10時間加熱攪拌を継続した。その間、容器内圧は約
λ、1Ik17 / ctll Gで一定であった。9
0℃まで冷却後、脱塩水10,3に9を加え内容物を抜
出し放冷した。このスラリー〇小門を1遇し、得られた
淡青色の固体のX線回折スペクトルを測定したところ、
表−3に示す第一成分前駆体のそれと完全に一致するこ
とが判明した。スラリーは攪拌装置を用いて充分均質な
状態にしてから、高速回転ディスクを有するスプレード
ライヤーを用いて噴霧乾燥、微粉状の前駆体固体を得た
。乾燥条件はガス入口温度330〜.370℃、出口温
W/60℃であった。この粉末のP/V原子比は/、θ
5であった。
前駆体の焼成(その/)
上記で得た前駆体を、小型のロータリーキルンで窒素ガ
ス流通下に520℃、S留時間/、11−分間で焼成し
た。このもののX線回折スペクトルは表−/のものと全
く同一であった。また、このものの全バナジウムに占め
る五個のバナジウムの比率はo%であった。
ス流通下に520℃、S留時間/、11−分間で焼成し
た。このもののX線回折スペクトルは表−/のものと全
く同一であった。また、このものの全バナジウムに占め
る五個のバナジウムの比率はo%であった。
前躯体の焼成(その、2)
上記で得られた前駆体を、小型ロータリーキルンで窒素
ガス流通下にタコO℃、滞留時間13分間で焼成したの
ち、さらに同じロータリーキルンで空気流通下にSざ0
℃、滞留時間75分間で焼成した。このもののxi回折
スペクトルは表−/のものと全く同一であり、また全バ
ナジウムに占める五個のバナジウムの比率は2 /、り
係であった。
ガス流通下にタコO℃、滞留時間13分間で焼成したの
ち、さらに同じロータリーキルンで空気流通下にSざ0
℃、滞留時間75分間で焼成した。このもののxi回折
スペクトルは表−/のものと全く同一であり、また全バ
ナジウムに占める五個のバナジウムの比率は2 /、り
係であった。
前駆体の焼成(その3)
上記で得られた前駆体を、小型ロータリーキルンで窒素
で希釈した空気(酸素濃度2q6)の流通下に、SOO
℃、滞留時間lS分間で焼成した。このもののX線回折
スペクトルは表−lのものと全く同一であり、また五個
のノ(ナジウムの比率は76.3係であった。
で希釈した空気(酸素濃度2q6)の流通下に、SOO
℃、滞留時間lS分間で焼成した。このもののX線回折
スペクトルは表−lのものと全く同一であり、また五個
のノ(ナジウムの比率は76.3係であった。
前駆体の焼成(そのlI)
上記で得られた前駆体を、27答積の磁器1i!!焼成
皿に1kgづつ入れ、これを内容積!0073のマツフ
ル炉に分散して積上げた。炉内な窒素ガスで十分に置換
したのち加熱し、sro℃でコ時間焼成した。次いで炉
内に空気を徐々に導入して330℃で7時間加熱したの
ち放冷した。
皿に1kgづつ入れ、これを内容積!0073のマツフ
ル炉に分散して積上げた。炉内な窒素ガスで十分に置換
したのち加熱し、sro℃でコ時間焼成した。次いで炉
内に空気を徐々に導入して330℃で7時間加熱したの
ち放冷した。
このもののX線回折スペクトルは表−/と全く同一であ
り、また五個のバナジウムの比率りコ3.q係であった
。
り、また五個のバナジウムの比率りコ3.q係であった
。
前駆体の焼成(そのS〕
焼成温度を400℃とした以外は上記の(そのグ)を反
復した。焼成物のX線回折スペクトルはほぼ表−/に合
致したが、λθ=、2/、ダ0にブロードで弱いピーク
が現れた。しかし表−コに示したβ−vopo、のピー
クは検出されなかった。このものの五個のバナジウムの
比率は、75..2係であった。
復した。焼成物のX線回折スペクトルはほぼ表−/に合
致したが、λθ=、2/、ダ0にブロードで弱いピーク
が現れた。しかし表−コに示したβ−vopo、のピー
クは検出されなかった。このものの五個のバナジウムの
比率は、75..2係であった。
第二成分のIAI製
脱塩水jOkgに、ざ5チ燐酸t、9.29 kgおよ
び蓚酸(H,0j04・、2H,O)ダ、7 gりゆを
添加し、10′Qまで加熱して攪拌しながら溶解した。
び蓚酸(H,0j04・、2H,O)ダ、7 gりゆを
添加し、10′Qまで加熱して攪拌しながら溶解した。
これに五酸化バナジウムダ、、?/9に9を少量ずつ発
泡に注意しながら添加して溶解させた。これを放冷した
のち水を加えて全舊・を4?、1kgとし、第二成分と
した。
泡に注意しながら添加して溶解させた。これを放冷した
のち水を加えて全舊・を4?、1kgとし、第二成分と
した。
実施例
上記で得た第二成分20.0 kgに、ダθ係濃度のシ
リカゾル溶液、3.lf、2に9および上記で得た前駆
体の焼成物ユ、/ダkgを添加してスラリーとした。こ
れを連続湿式粉砕機にかけて十分に均質化したのち、高
速回転ディスク付きスプレードライヤーで噴霧乾燥した
。乾燥条件は入ロガス温度コθ0−.210℃、出口ガ
ス温度/、2θ〜/、JO℃であった。また得られた粉
体の平均粒径は5g〜6.2μの間にあった。これを流
動焼成炉で空気流通下に310℃で7時間焼成したのち
、さらに屋素ガス流通下にjt 00 ’Cで2時間焼
成して活性化した。これを篩分してlIり〜//Aμの
粒子径の部分を分取し、触媒とした。
リカゾル溶液、3.lf、2に9および上記で得た前駆
体の焼成物ユ、/ダkgを添加してスラリーとした。こ
れを連続湿式粉砕機にかけて十分に均質化したのち、高
速回転ディスク付きスプレードライヤーで噴霧乾燥した
。乾燥条件は入ロガス温度コθ0−.210℃、出口ガ
ス温度/、2θ〜/、JO℃であった。また得られた粉
体の平均粒径は5g〜6.2μの間にあった。これを流
動焼成炉で空気流通下に310℃で7時間焼成したのち
、さらに屋素ガス流通下にjt 00 ’Cで2時間焼
成して活性化した。これを篩分してlIり〜//Aμの
粒子径の部分を分取し、触媒とした。
試験例
耐熱ガラス製流動床反応器に上記で得た触媒を入れ、こ
れにn−ブタン3%(Wtaiを含む空気をGH8V
、jt Oθで導入して無水マレイン酸の製造を行なっ
た。生成物は水に吸収させて捕集した。反応成績は吸収
液の電位差滴定と廃ガスのガスクロマトグラフによる分
析とから算出した。結果を表−3に示す。
れにn−ブタン3%(Wtaiを含む空気をGH8V
、jt Oθで導入して無水マレイン酸の製造を行なっ
た。生成物は水に吸収させて捕集した。反応成績は吸収
液の電位差滴定と廃ガスのガスクロマトグラフによる分
析とから算出した。結果を表−3に示す。
表−5
/ 0 ’IAO70J 3’1
.7、! 2/、7 Q;10 9LO
!i0.93 /I!1..? り3 /
g 9./ lI9..2グ +2
3.ダ ダ+20 g 3.!; k
g、t3 Jj、、2 4t、33
タθ、4t ダ68、?特許出願人
三菱化成■柴株式会社 ほか7名”’ ′l ’4;’
.7、! 2/、7 Q;10 9LO
!i0.93 /I!1..? り3 /
g 9./ lI9..2グ +2
3.ダ ダ+20 g 3.!; k
g、t3 Jj、、2 4t、33
タθ、4t ダ68、?特許出願人
三菱化成■柴株式会社 ほか7名”’ ′l ’4;’
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 燐およびグ価と5価のバナジウムを含有し、
5価のバナジウムはバナジウム全体の3S%以下であり
、かつ下記の特徴的なX線回折ピークを示す結晶性複合
酸化物よりなる牙l成分、バナジウムおよび燐を含有す
る水性溶液からなる牙λ成分、およびシリカゾルよりな
る牙3成分を混合してスラリーとし、これを噴霧乾燥す
ることを特徴とする酸化触媒の製造法。 X線回折ピーク(対隈極Ou−にα) λθ(十〇、2°) /4t、、2゜ /S、7 / g、5 +23.0 −g、1I 30.0 33.7 36、g (2)牙l成分が、下記の%徴的なX線回折ピークを示
し、かつ5価のバナジウムを実質的に含有しない結晶性
複合酸化物を、酸素を含む雰囲気中で焼成するかないし
は酸素を含まない雰囲気中で焼成したのち酸素を含む雰
囲気中で焼成することにより調製されkものであること
を特徴とする特許請求の範囲17項記載の方法。 X線回折ピーク λθ(+0.2°) /S、7 79.6 一1先コ +27./ −g0g 30、ダ (3)牙λ成分が、燐酸バナジルを含有する水性溶液で
あることを特徴とする特許請求の範囲牙/項一!たは1
2項記載の方法。 (4)矛コ成分のバナジウムが実質的に7価であること
を特徴とする特許請求の範囲17項ないし牙3項のいず
れかに記載の方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57201728A JPS5992024A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 酸化触媒の製造法 |
| US06/473,196 US4472527A (en) | 1982-03-31 | 1983-03-08 | Process for preparing an oxidation catalyst composition |
| GB08306615A GB2118060B (en) | 1982-03-31 | 1983-03-10 | Process for preparing an oxidation catalyst composition |
| DE3311681A DE3311681C2 (de) | 1982-03-31 | 1983-03-30 | Oxidationskatalysator und Verfahren zu dessen Herstellung |
| CA000424905A CA1186674A (en) | 1982-03-31 | 1983-03-30 | Process for preparing an oxidation catalyst composition |
| KR1019830001332A KR900009016B1 (ko) | 1982-03-31 | 1983-03-31 | 산화 촉매 조성물의 제조방법 |
| US06/591,997 US4520127A (en) | 1982-03-31 | 1984-03-21 | Oxidation catalyst composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57201728A JPS5992024A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 酸化触媒の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5992024A true JPS5992024A (ja) | 1984-05-28 |
| JPH0424102B2 JPH0424102B2 (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=16445944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57201728A Granted JPS5992024A (ja) | 1982-03-31 | 1982-11-17 | 酸化触媒の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5992024A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415141A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Mitsubishi Chem Ind | Production of oxidation catalyst composition |
-
1982
- 1982-11-17 JP JP57201728A patent/JPS5992024A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415141A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Mitsubishi Chem Ind | Production of oxidation catalyst composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0424102B2 (ja) | 1992-04-24 |
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