JPS6029536B2 - 触媒の製法 - Google Patents
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- JPS6029536B2 JPS6029536B2 JP51142836A JP14283676A JPS6029536B2 JP S6029536 B2 JPS6029536 B2 JP S6029536B2 JP 51142836 A JP51142836 A JP 51142836A JP 14283676 A JP14283676 A JP 14283676A JP S6029536 B2 JPS6029536 B2 JP S6029536B2
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- C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、モリブデン元素、ビスマス元素、および鉄、
ニッケルおよびコバルトから選択された1種またはそれ
以上の元素および場合によりりん、およびナトリウムお
よびカリウムから選択されたアルカリ金属を含有するア
ンモオキシデーションのための触媒、そしてさらに詳し
くはかかる触媒の製法に関する。
ニッケルおよびコバルトから選択された1種またはそれ
以上の元素および場合によりりん、およびナトリウムお
よびカリウムから選択されたアルカリ金属を含有するア
ンモオキシデーションのための触媒、そしてさらに詳し
くはかかる触媒の製法に関する。
オレフィン類が不飽和のアルデヒドおよび酸たとえばア
クロレインおよびメタクロレインおよびアクリル酸およ
びメタクリル酸のような酸素化炭化水素に酸化されるこ
とはよく知られている。
クロレインおよびメタクロレインおよびアクリル酸およ
びメタクリル酸のような酸素化炭化水素に酸化されるこ
とはよく知られている。
また、オレフィン類がアンモオキシデーションされてた
とえばアクリロニトリルおよびメタクリロニトリルのよ
うに不飽和ニトリルとなることもよく知られている。か
かる酸素化炭化水素および不飽和ニトリルの価値は一般
によく認められており、アクリロニトリルは有用な重合
体生成物を製造するための重合体工業にとつて入手しう
る最も価値ある単量体の1種である。種々の接触的方法
がオレフィン類のアンモオキシデーションに関して知ら
れている。
とえばアクリロニトリルおよびメタクリロニトリルのよ
うに不飽和ニトリルとなることもよく知られている。か
かる酸素化炭化水素および不飽和ニトリルの価値は一般
によく認められており、アクリロニトリルは有用な重合
体生成物を製造するための重合体工業にとつて入手しう
る最も価値ある単量体の1種である。種々の接触的方法
がオレフィン類のアンモオキシデーションに関して知ら
れている。
かかる方法は通常触媒の存在下に気相中においてオレフ
ィンまたはオレフィンーアンモニア混合物を酸素と反応
させることからなる。アクロレィンおよびアクリロニト
リルを製造するためにはプロピレンが−般に使用される
オレフィン反応成分であり、そしてメタクロレィンおよ
びメタクリロニトリルを製造するためにはィソブチレン
が一般に使用されるオレフィン反応成分である。かかる
アンモオキシデーション方法において有意の有用性を有
するものとして開示されている触媒は米国特許第388
215び号明細書に記載されており、そして米国特許第
3746657号明細書の実施例mにはシリカ基質上に
次積された元素としてのモリブデン、カリウム、りん、
コバルト、鉄、ニッケル、ビスマスおよび酸素を含有す
るような触媒が記載されている。
ィンまたはオレフィンーアンモニア混合物を酸素と反応
させることからなる。アクロレィンおよびアクリロニト
リルを製造するためにはプロピレンが−般に使用される
オレフィン反応成分であり、そしてメタクロレィンおよ
びメタクリロニトリルを製造するためにはィソブチレン
が一般に使用されるオレフィン反応成分である。かかる
アンモオキシデーション方法において有意の有用性を有
するものとして開示されている触媒は米国特許第388
215び号明細書に記載されており、そして米国特許第
3746657号明細書の実施例mにはシリカ基質上に
次積された元素としてのモリブデン、カリウム、りん、
コバルト、鉄、ニッケル、ビスマスおよび酸素を含有す
るような触媒が記載されている。
この触媒(およびその他の同様な触媒)が製造されうる
有用な方法は米国特許第3746657号明細書の実施
例mに記載されている。
有用な方法は米国特許第3746657号明細書の実施
例mに記載されている。
本質的にはその方法は水酸化カリウム、モリブデン酸ア
ンモニウムおよびシリカの混合物を生成し、この混合物
にりん酸、および硝酸中におけるコバルト、鉄、ニッケ
ルおよびビスマスの硝酸塩の各溶液そしてさらにシリカ
を加えてスラリーとし、ついで頃霧乾燥させそして蝦擁
して触媒を生成することからなる。上記反応手段の副生
成物の一つは多量の硝酸アンモニウムであり、このこと
はモリブデンが最終触媒の通常主成分(原子数で表現し
て)であってそれ故に多量のモリブデン酸アンモニウム
が使用されなければならない場合にそうであることは客
易に理解されるであろう。
ンモニウムおよびシリカの混合物を生成し、この混合物
にりん酸、および硝酸中におけるコバルト、鉄、ニッケ
ルおよびビスマスの硝酸塩の各溶液そしてさらにシリカ
を加えてスラリーとし、ついで頃霧乾燥させそして蝦擁
して触媒を生成することからなる。上記反応手段の副生
成物の一つは多量の硝酸アンモニウムであり、このこと
はモリブデンが最終触媒の通常主成分(原子数で表現し
て)であってそれ故に多量のモリブデン酸アンモニウム
が使用されなければならない場合にそうであることは客
易に理解されるであろう。
この副生物は触媒が高温処理に付されてその点でアンモ
ニア、水蒸気および窒素酸化物の形態で除去されるまで
混合物中に残留する。また、硝酸アンモニウムの除去は
、除去されるガスの制御の観点から不便である外に、非
常に時間がかかる。さらにアンモオキシデーション反応
器中に置かれると新たに生成された触媒は延長された初
期期間に望ましくない副反応を促進することが見出され
ている。
ニア、水蒸気および窒素酸化物の形態で除去されるまで
混合物中に残留する。また、硝酸アンモニウムの除去は
、除去されるガスの制御の観点から不便である外に、非
常に時間がかかる。さらにアンモオキシデーション反応
器中に置かれると新たに生成された触媒は延長された初
期期間に望ましくない副反応を促進することが見出され
ている。
この望ましくない作用はアンモニア反応成分の過剰量の
燃焼を特徴としており、30〜40%程度の多量のアン
モニアがこのようにして失われる。その結果、反応器は
触媒がその活性のこの初期相を経過してしまうまでは最
高効率よりも若干低いレベルで操作されなければならな
い。
燃焼を特徴としており、30〜40%程度の多量のアン
モニアがこのようにして失われる。その結果、反応器は
触媒がその活性のこの初期相を経過してしまうまでは最
高効率よりも若干低いレベルで操作されなければならな
い。
今や本発明によれば、特別な新規な様式で触媒を製造す
ることにより上述の従来方法での硝酸アンモニウムの除
去に伴なう難点が除かれることが見出された。
ることにより上述の従来方法での硝酸アンモニウムの除
去に伴なう難点が除かれることが見出された。
さらに、製造された触媒は、最適または最適に近い効率
で直ちに使用に供される外に、厄介な量の副生成物をも
たらさずに化学量論的量により近いアンモニアおよびオ
レフインを用いて操作することが可能である点において
、アンモオキシデーション反応で使用される際の従来方
法により製造される以外は同一金属割合を有する触媒よ
りも有利である。
で直ちに使用に供される外に、厄介な量の副生成物をも
たらさずに化学量論的量により近いアンモニアおよびオ
レフインを用いて操作することが可能である点において
、アンモオキシデーション反応で使用される際の従来方
法により製造される以外は同一金属割合を有する触媒よ
りも有利である。
さらに、本発明によれば、アンモオキシデーション法に
よりプロピレンからアクリロニトリルを製造するために
使用される場合本発明の新規な方法で製造された触媒は
実質的に上述の従来方法により製造された同一金属割合
を有する触媒よりもアクリロニトリルに対する選択率お
よびアクリロニトリルの収率において一層良好な結果を
示すことが見出された。
よりプロピレンからアクリロニトリルを製造するために
使用される場合本発明の新規な方法で製造された触媒は
実質的に上述の従来方法により製造された同一金属割合
を有する触媒よりもアクリロニトリルに対する選択率お
よびアクリロニトリルの収率において一層良好な結果を
示すことが見出された。
本発明は、本質的にはコバルト、ニッケルおよび鉄から
なる群中の元素の少なくとも1種のモリブデン酸塩、ビ
スマスの酸化物または塩、および場合によりりん酸基お
よびナトリウム、カリウムおよびカルシウムからなる群
より選択される元素のイオンからなる水性スラリーを生
成し、そしてその後スラリーから固体相を分離し且つそ
の固体相を蝦擁して触媒を生成することからなるアンモ
オキシデーション用触媒の製法を提供するものである。
なる群中の元素の少なくとも1種のモリブデン酸塩、ビ
スマスの酸化物または塩、および場合によりりん酸基お
よびナトリウム、カリウムおよびカルシウムからなる群
より選択される元素のイオンからなる水性スラリーを生
成し、そしてその後スラリーから固体相を分離し且つそ
の固体相を蝦擁して触媒を生成することからなるアンモ
オキシデーション用触媒の製法を提供するものである。
この方法により製造された触媒は実質量の硝酸アンモニ
ウム副生成物の除去を必要としないので、蝦競処理が比
較的きれいでありしかも迅速である。一般に、アンモオ
キシデーションはビスマスの酸化物または塩と共に存在
するコバルト、鉄およびニッケルの元素の1種または2
種のみのモリブデン酸塩を有する本発明方法にしたがっ
て製造された触媒を使用するアンモオキシデーション法
において達成されうるけれども、実際には、一般的に少
なくとも2種、さらにより好ましくは3種すべてが存在
するのが好適である。
ウム副生成物の除去を必要としないので、蝦競処理が比
較的きれいでありしかも迅速である。一般に、アンモオ
キシデーションはビスマスの酸化物または塩と共に存在
するコバルト、鉄およびニッケルの元素の1種または2
種のみのモリブデン酸塩を有する本発明方法にしたがっ
て製造された触媒を使用するアンモオキシデーション法
において達成されうるけれども、実際には、一般的に少
なくとも2種、さらにより好ましくは3種すべてが存在
するのが好適である。
またこのことは、モリブデンが触媒中で金属原子の面で
最大の触媒成分である場合に最良の結果が得られること
が見出されているので好都合である。
最大の触媒成分である場合に最良の結果が得られること
が見出されているので好都合である。
モリブデンがそれより触媒がモリブデン酸塩の形態で得
られるスラリー中に混入される場合モリブデン酸塩の形
態においてスラリー中に金属成分が多く存在すればする
程触媒の他の触媒成分の各々に対する全モリブデンの割
合が大きくなるであろうことは明らかである。すなわち
、好ましいスラリーはコバルト、ニッケルおよび鉄およ
びビスマスをそれら各々のモリブデン酸塩形態において
含有しているが、これよりやや劣るが好ましい形態では
ビスマスは酸化物の形態またはモリブデン酸塩以外の塩
の形態であることができる。本質的には触媒作用上不活
性であるがしかし触媒のために大きな表面積を与えるこ
とによりそして流動床反応器の非常に磨耗性環境におけ
る触媒の使用を可能ならしめることにより作用する支持
体物質を触媒中に含有させることは非常に有利である。
この支持体物質はかかる用途のために普通に提案されて
いるもののいずれかであることができ、たとえばシリカ
、ジルコニア、アルミナおよびチタニアをあげることが
できる。入手し易さ、費用および作用の面から考えると
シリカが通常好ましい支持体物質でありそして分散容易
性のためにシリカゾルの形態が好ましい。りん酸基およ
びナトリウム、カリウムおよびカルシウムから選択され
る元素のイオンの存在は必須ではないけれども、これら
は収率を向上させそして本発明の好ましい触媒の成分で
ある。
られるスラリー中に混入される場合モリブデン酸塩の形
態においてスラリー中に金属成分が多く存在すればする
程触媒の他の触媒成分の各々に対する全モリブデンの割
合が大きくなるであろうことは明らかである。すなわち
、好ましいスラリーはコバルト、ニッケルおよび鉄およ
びビスマスをそれら各々のモリブデン酸塩形態において
含有しているが、これよりやや劣るが好ましい形態では
ビスマスは酸化物の形態またはモリブデン酸塩以外の塩
の形態であることができる。本質的には触媒作用上不活
性であるがしかし触媒のために大きな表面積を与えるこ
とによりそして流動床反応器の非常に磨耗性環境におけ
る触媒の使用を可能ならしめることにより作用する支持
体物質を触媒中に含有させることは非常に有利である。
この支持体物質はかかる用途のために普通に提案されて
いるもののいずれかであることができ、たとえばシリカ
、ジルコニア、アルミナおよびチタニアをあげることが
できる。入手し易さ、費用および作用の面から考えると
シリカが通常好ましい支持体物質でありそして分散容易
性のためにシリカゾルの形態が好ましい。りん酸基およ
びナトリウム、カリウムおよびカルシウムから選択され
る元素のイオンの存在は必須ではないけれども、これら
は収率を向上させそして本発明の好ましい触媒の成分で
ある。
ナトリウム、カリウムおよびカルシウムから選択される
元素は最もいよいよカリウムであり、そしてりん酸基お
よびナトリウムイオン、カリウムイオンまたはカルシウ
ムイオンは別々にまた一緒にモリブデン酸塩のスラリー
に加えることができる。りん酸(ホスフヱート)基はり
ん酸としてあるし、はたとえばナトリウム、カリウムま
たはカルシウムのりん酸塩のような金属りん酸塩(りん
酸カリウムが特に好ましい)として加えることができる
。一層好ましい方法において後者の添加法が使用される
けれども、触媒中により高い原子割合のモリブデンが所
望されるならばモリブデン酸塩としてのナトリウム、カ
リウムまたはカルシウムを加えることが可能である。支
持された触媒の成分が存在する割合は広く変わることが
できるが、しかし通常は支持体が触媒と支持体とを一緒
にした全量の30〜7の重量%、たとえば40〜6の重
量%そして最も好ましくは約5の重量%を与えるのが好
ましい。
元素は最もいよいよカリウムであり、そしてりん酸基お
よびナトリウムイオン、カリウムイオンまたはカルシウ
ムイオンは別々にまた一緒にモリブデン酸塩のスラリー
に加えることができる。りん酸(ホスフヱート)基はり
ん酸としてあるし、はたとえばナトリウム、カリウムま
たはカルシウムのりん酸塩のような金属りん酸塩(りん
酸カリウムが特に好ましい)として加えることができる
。一層好ましい方法において後者の添加法が使用される
けれども、触媒中により高い原子割合のモリブデンが所
望されるならばモリブデン酸塩としてのナトリウム、カ
リウムまたはカルシウムを加えることが可能である。支
持された触媒の成分が存在する割合は広く変わることが
できるが、しかし通常は支持体が触媒と支持体とを一緒
にした全量の30〜7の重量%、たとえば40〜6の重
量%そして最も好ましくは約5の重量%を与えるのが好
ましい。
触媒元素は、酸素は別としてモリブデン対存在する他の
元素のいずれかの原子比が少なくとも1およびそれ以上
そして好ましくは少なくとも2であるような量で存在す
るのが好ましい。
元素のいずれかの原子比が少なくとも1およびそれ以上
そして好ましくは少なくとも2であるような量で存在す
るのが好ましい。
本発明方法により製造される好ましい触媒は実験式Mo
,。
,。
Co.〜5Fe,〜 5Ni,〜5Bi。.,〜3P。
.,〜3K。.,〜 30,4.5〜 ,。6を有し、
そしてさらにより好ましい触媒は実験式M。
.,〜3K。.,〜 30,4.5〜 ,。6を有し、
そしてさらにより好ましい触媒は実験式M。
IOC。3〜4Fe2〜3Nil,5〜2,5Bi〇.
5〜し5P〇,1〜1.0ふ.・〜1.0。
5〜し5P〇,1〜1.0ふ.・〜1.0。
斑〜67を有する。スラリーから分離される場合固体相
はある量の水を含有しそして通常この水をある形態の乾
燥法により除去することが望ましい。これは水含有固体
相が水を気化しそして固体相を完全に乾燥させるに充分
高い温度に付される簡単なオープン乾燥の形態をとるこ
とができる。それの速度のためにいまいま好まれる別の
乾燥過程は水含有固体相粒子に熱ガス(通常は空気)を
接触頃霧して水を気化させるいわゆる噴霧乾燥法である
。
はある量の水を含有しそして通常この水をある形態の乾
燥法により除去することが望ましい。これは水含有固体
相が水を気化しそして固体相を完全に乾燥させるに充分
高い温度に付される簡単なオープン乾燥の形態をとるこ
とができる。それの速度のためにいまいま好まれる別の
乾燥過程は水含有固体相粒子に熱ガス(通常は空気)を
接触頃霧して水を気化させるいわゆる噴霧乾燥法である
。
この乾燥はガスの温度および粒子がガスと接触状態で移
行する距離により抑制される。一般にあまりにも速く乾
燥させるためにこれらの要素を調整することは固体相の
部分的に乾燥された粒子上に乾燥された皮(これはつい
で粒子内に吸蔵された水が気化し且つ逸脱しようとする
につれて裂かれる)を生成する傾向を生ずるので望まし
くない。同じ理由により、できる限り少なし、吸蔵水を
有する形態で触媒を提供することが望ましい。したがっ
て、流動床反応器が使用されるべきでありそして微球形
粒子が望まれる際には粒子破壊ないこ完全乾燥を達成す
るための階霧乾燥の条件を選択することが賢明である。
蝦焼は通常、本質的に大気圧でそして約450℃以上好
ましくは約500〜約650o○の温度で空気中におい
て実施される。
行する距離により抑制される。一般にあまりにも速く乾
燥させるためにこれらの要素を調整することは固体相の
部分的に乾燥された粒子上に乾燥された皮(これはつい
で粒子内に吸蔵された水が気化し且つ逸脱しようとする
につれて裂かれる)を生成する傾向を生ずるので望まし
くない。同じ理由により、できる限り少なし、吸蔵水を
有する形態で触媒を提供することが望ましい。したがっ
て、流動床反応器が使用されるべきでありそして微球形
粒子が望まれる際には粒子破壊ないこ完全乾燥を達成す
るための階霧乾燥の条件を選択することが賢明である。
蝦焼は通常、本質的に大気圧でそして約450℃以上好
ましくは約500〜約650o○の温度で空気中におい
て実施される。
蝦燐を完了させる時間は1加時間までのいずれかである
ことができるが、大低の場合には蝦暁は単に約1〜3時
間をかける必要があるにすぎない。種々の元素のモリブ
デン酸塩はモリブデン酸アンモニウムおよび元素の硝酸
塩からの複分解により製造するのが最も都合よい。
ことができるが、大低の場合には蝦暁は単に約1〜3時
間をかける必要があるにすぎない。種々の元素のモリブ
デン酸塩はモリブデン酸アンモニウムおよび元素の硝酸
塩からの複分解により製造するのが最も都合よい。
これは通常実質的に完全なモリブデン酸塩の沈殿を生じ
、そして沈殿の生ずる溶液のpHおよび温度を適当に調
整することにより非有意量のモリブデン酸塩しか失われ
ないことおよび沈殿が大量の吸蔵水を伴なうゲル様粒子
とは反対に最小量の水和水を有する密度の大きな形態で
得られることを確実にすることが可能である。またこの
方法は、生成された硝酸アンモニウムがさらにいずれか
禾反応のモリブデン酸アンモニウムをも含有している液
相と共に分離されるのを確実ならしめている。すべての
モリブデン酸塩が同一溶液から沈殿されるようにするこ
とは可能であるが、しかしこのような場合には最4・の
水和水を有する密度の大きい形態における沈殿を生成す
るためにはそれぞれが沈殿される温度およびpHが前述
のように制御されるのが非常に望ましい。モリブデン酸
塩を製造するこの方法は好ましいものであるが、それは
利用できる唯一の満足すべき方法であるとみなされるべ
きではない。本発明方法はプロピレンからアクリロニト
リルの製造に特に有用である触媒を生成する。以下にそ
の方法に対して特定の参考例が示されているけれどもこ
の記載方法はまた他のオレフィン類のアンモオキシデー
ションのための触媒の製造および脂肪族オレフィンのア
ルデヒドおよび酸への酸化にも有用であることを理解さ
れたい。最もいまいま使用されるアンモオキシデーショ
ン法においてはオレフィン、アンモニアおよび酸素の混
合物を反応器中にそして支持体物質の徴粉化粒子上に沈
積された触媒の流動床を通して供給する。
、そして沈殿の生ずる溶液のpHおよび温度を適当に調
整することにより非有意量のモリブデン酸塩しか失われ
ないことおよび沈殿が大量の吸蔵水を伴なうゲル様粒子
とは反対に最小量の水和水を有する密度の大きな形態で
得られることを確実にすることが可能である。またこの
方法は、生成された硝酸アンモニウムがさらにいずれか
禾反応のモリブデン酸アンモニウムをも含有している液
相と共に分離されるのを確実ならしめている。すべての
モリブデン酸塩が同一溶液から沈殿されるようにするこ
とは可能であるが、しかしこのような場合には最4・の
水和水を有する密度の大きい形態における沈殿を生成す
るためにはそれぞれが沈殿される温度およびpHが前述
のように制御されるのが非常に望ましい。モリブデン酸
塩を製造するこの方法は好ましいものであるが、それは
利用できる唯一の満足すべき方法であるとみなされるべ
きではない。本発明方法はプロピレンからアクリロニト
リルの製造に特に有用である触媒を生成する。以下にそ
の方法に対して特定の参考例が示されているけれどもこ
の記載方法はまた他のオレフィン類のアンモオキシデー
ションのための触媒の製造および脂肪族オレフィンのア
ルデヒドおよび酸への酸化にも有用であることを理解さ
れたい。最もいまいま使用されるアンモオキシデーショ
ン法においてはオレフィン、アンモニアおよび酸素の混
合物を反応器中にそして支持体物質の徴粉化粒子上に沈
積された触媒の流動床を通して供給する。
反応温度は通常400℃以上であり、そして圧力は実質
上大気圧である。化学量論的量において必要とされるア
ンモニアおよびオレフィンのモル量は同じであるが、し
かし副反応の影響を少なくするためにアンモニア対オレ
フィンのモル比を1以上にして操作することが通常必要
である。本発明方法により製造された触媒はこのような
方法で使用するのに特によく適応している。以下に従来
方法により製造された触媒にまさるそれの有効性および
利点がそのアンモオキシデーション法に関して示されて
いる。前述のように最も好ましい触媒形態は本質的には
支持された触媒重量の30〜70%を示す徴粉化シリカ
支持体上に分散された下記実験式M。
上大気圧である。化学量論的量において必要とされるア
ンモニアおよびオレフィンのモル量は同じであるが、し
かし副反応の影響を少なくするためにアンモニア対オレ
フィンのモル比を1以上にして操作することが通常必要
である。本発明方法により製造された触媒はこのような
方法で使用するのに特によく適応している。以下に従来
方法により製造された触媒にまさるそれの有効性および
利点がそのアンモオキシデーション法に関して示されて
いる。前述のように最も好ましい触媒形態は本質的には
支持された触媒重量の30〜70%を示す徴粉化シリカ
支持体上に分散された下記実験式M。
IOC。・〜5Fel〜5Nil〜5Bi〇.・〜3P
〇.・〜3Kルー〜3014.5〜106で与えられた
複数種の元素からなる。後述の実験においては従来方法
により製造された触媒と本発明方法(実施例1)により
製造された触媒との効果の比較(実験1)に関する基準
を提供するために前記範囲内の特定組成が選択された。
実施例2ではやや劣るが本発明の好ましい態様である製
法が記載されておりそしてその有用性が実験3に示され
ている。実験2は本発明方法により製造された長期間に
わたる有効性を示している。本発明方法により製造され
た触媒と同じ元素を含有する触媒を製造するための従来
方法は、水酸化カリウムとモリブデン酸アンモニウムと
の溶液を生成し、この溶液に最終組成中に所望される全
シリカの60%を加え、混合物にりん酸を加えついでコ
バルト、鉄、ニッケルおよびビスマスの硝酸塩の硝酸中
における各溶液および残りのシリカを加えることからな
る。
〇.・〜3Kルー〜3014.5〜106で与えられた
複数種の元素からなる。後述の実験においては従来方法
により製造された触媒と本発明方法(実施例1)により
製造された触媒との効果の比較(実験1)に関する基準
を提供するために前記範囲内の特定組成が選択された。
実施例2ではやや劣るが本発明の好ましい態様である製
法が記載されておりそしてその有用性が実験3に示され
ている。実験2は本発明方法により製造された長期間に
わたる有効性を示している。本発明方法により製造され
た触媒と同じ元素を含有する触媒を製造するための従来
方法は、水酸化カリウムとモリブデン酸アンモニウムと
の溶液を生成し、この溶液に最終組成中に所望される全
シリカの60%を加え、混合物にりん酸を加えついでコ
バルト、鉄、ニッケルおよびビスマスの硝酸塩の硝酸中
における各溶液および残りのシリカを加えることからな
る。
ついで生成したスラリーを鰭霧乾燥させそして550〜
565℃において2時間蝦焼し、触媒元素をそれらの酸
化物の形態で実質上完全にシリカ支持体上に分散せしめ
る。多量のアンモニアおよび窒素酸化物は蝦嘘段階中に
除去された。前記方法による触媒製造において各反応成
分の量はMo,..,Co4.5Fe3.。
565℃において2時間蝦焼し、触媒元素をそれらの酸
化物の形態で実質上完全にシリカ支持体上に分散せしめ
る。多量のアンモニアおよび窒素酸化物は蝦嘘段階中に
除去された。前記方法による触媒製造において各反応成
分の量はMo,..,Co4.5Fe3.。
Ni2.5Bi,.。P。.,9K.4,の必須触媒元
素原子比で表わされる組成を有する最終生成物を与える
ように選択された。この触媒は支持された触媒の全量の
5の重量%のシリカ上に支持されていた。以下の実施例
1では同様の組成を有する触媒が本発明方法を使用して
製造された。
素原子比で表わされる組成を有する最終生成物を与える
ように選択された。この触媒は支持された触媒の全量の
5の重量%のシリカ上に支持されていた。以下の実施例
1では同様の組成を有する触媒が本発明方法を使用して
製造された。
実施例 1
以下のモリブデン酸塩は下記の方法でモリブデン酸アン
モニウム溶液から複分解により製造された。
モニウム溶液から複分解により製造された。
NiMo04(62.97の
41.46夕の酸化モリブデン(Moo3)を400の
‘の水および47.5の‘の濃アンモニアの混合物中に
溶解させた。
‘の水および47.5の‘の濃アンモニアの混合物中に
溶解させた。
200の‘の水中における83.75夕の硝酸ニッケル
6水和物の溶液を燈拝しながら除々に加え、そして混合
物を約2時間煮沸した。
6水和物の溶液を燈拝しながら除々に加え、そして混合
物を約2時間煮沸した。
CoMo○(112.93夕)
77.99夕の酸化モリブデンを717肌の水および8
5.18泌の濃アンモニアの混合物中に溶解させた。
5.18泌の濃アンモニアの混合物中に溶解させた。
450の上の水中における157.69夕の硝酸第1コ
バルト6水和物の溶液を燈拝しながら徐々に加えた。
バルト6水和物の溶液を燈拝しながら徐々に加えた。
混合物をほぼ2時間煮沸した。Fe2(Moo4)3(
101.15夕)73.85夕の酸化モリブデンを67
8.9地の水および80.66の‘の濃アンモニアの混
合物中に溶解させた。
101.15夕)73.85夕の酸化モリブデンを67
8.9地の水および80.66の‘の濃アンモニアの混
合物中に溶解させた。
500の‘の水中における138.17夕の硝酸第2鉄
1水和物の溶液を鷹拝しながら室温で徐々に加えた。
1水和物の溶液を鷹拝しながら室温で徐々に加えた。
Bi2(Moo4)3(51.17夕)
24.61夕の酸化モリブデンを237.7の‘の水お
よび26.9泌の濃アンモニアの混合物中に溶解させた
。
よび26.9泌の濃アンモニアの混合物中に溶解させた
。
297の‘の水および20.軌【の濃硝酸中における5
5.3夕の硝酸ビスマス5水和物の溶液を燈拝しながら
加えそして得られた混合物のpHを水酸化アンモニウム
を使用して約6に調整した。
5.3夕の硝酸ビスマス5水和物の溶液を燈拝しながら
加えそして得られた混合物のpHを水酸化アンモニウム
を使用して約6に調整した。
モリブデン酸第2鉄およびモリブデン酸ビスマスを含有
する混合物を同一容器中で混合しそしてついで吸引炉過
した。
する混合物を同一容器中で混合しそしてついで吸引炉過
した。
モリブデン酸コバルトおよびモリブデン酸ニッケルとを
含有する各混合物に同様に混合しそしてついで同じフィ
ルターを通してモリブデン酸第2鉄およびモリブデン酸
ビスマスの上部に注いだ。ついで合した沈殿を1000
泌の水で洗浄し、そしてビーカーに移し且つ少量の水で
スラリー状にした。
含有する各混合物に同様に混合しそしてついで同じフィ
ルターを通してモリブデン酸第2鉄およびモリブデン酸
ビスマスの上部に注いだ。ついで合した沈殿を1000
泌の水で洗浄し、そしてビーカーに移し且つ少量の水で
スラリー状にした。
このスラリーに40%シリカを含有するシリカゾル75
0夕を加え、そのスラリーを縄拝した。65の‘の水中
に溶解された15.759のモリブデン酸カリウム5水
和物の溶液を蝿拝しながら加えそしてついで6.92夕
の85%りん酸を滴加した。
0夕を加え、そのスラリーを縄拝した。65の‘の水中
に溶解された15.759のモリブデン酸カリウム5水
和物の溶液を蝿拝しながら加えそしてついで6.92夕
の85%りん酸を滴加した。
混合物を噴霧乾燥させそして550℃で蝦焼して125
ミクロン以下の粒子の大きさを有する600夕の触媒組
成物を生成せしめた。この触媒組成物は以下の原子比に
おける必須触媒元素M。
ミクロン以下の粒子の大きさを有する600夕の触媒組
成物を生成せしめた。この触媒組成物は以下の原子比に
おける必須触媒元素M。
IOC。3,41Nil.9Bi〇.万Fe2,26P
〇,4KO,32を有しそして支持された触媒組成物全
量の5の重量%のシリカ上に支持されていた。
〇,4KO,32を有しそして支持された触媒組成物全
量の5の重量%のシリカ上に支持されていた。
実施例 2
本実施例には任意成分であるカリウム、ナトリウムまた
はカルシウムおよびりん酸塩を有してはいないがビスマ
スの酸化物の形態で加えられている本発明方法による触
媒の製法が記載されている。
はカルシウムおよびりん酸塩を有してはいないがビスマ
スの酸化物の形態で加えられている本発明方法による触
媒の製法が記載されている。
ニッケル、コバルトおよび鉄のモリブデン酸塩は実施例
1に記載の方法にしたがって製造されそしてそれらが製
造された溶液から同じブフナー吸引炉斗を使用して炉過
された。
1に記載の方法にしたがって製造されそしてそれらが製
造された溶液から同じブフナー吸引炉斗を使用して炉過
された。
このようにしてlol.15夕のモリブデン酸第2鉄、
112.93夕のモリブデン酸コバルトおよび62.9
7夕のモリブデン酸ニッケルが得られた。合した沈殿を
1000の上の蒸留水で洗浄しそして4000のこビー
カー中において水でスラリー状にした。ついで酸化ビス
マス(26.569)をスラリーに加え、引き続き75
0夕の40%Si02含有シリカゾルを加えそしてスラ
リーを完全に混合した。
112.93夕のモリブデン酸コバルトおよび62.9
7夕のモリブデン酸ニッケルが得られた。合した沈殿を
1000の上の蒸留水で洗浄しそして4000のこビー
カー中において水でスラリー状にした。ついで酸化ビス
マス(26.569)をスラリーに加え、引き続き75
0夕の40%Si02含有シリカゾルを加えそしてスラ
リーを完全に混合した。
このスラリーを最後に頃霧乾燥させついで750℃で1
時間蝦焼した。
時間蝦焼した。
このようにして以下の割合における必須触媒元素Mo,
oCo3.92Fe2.5ぶj2.,8Bio.86を
有しそして5の重量%のシリカ支持体物質を含有する触
媒組成物600夕が得られた。
oCo3.92Fe2.5ぶj2.,8Bio.86を
有しそして5の重量%のシリカ支持体物質を含有する触
媒組成物600夕が得られた。
実験 1
後記表1は、従来方法(A)により製造されそして触媒
組成物の5の重量%を占めるシリカ支持体上に分散され
た以下の割合における必須触媒元素Mo,..,Co4
.5Fe3.oNi2.5Bi,.oふ.4,Po,.
9を有する触媒および実施例1に記載の本発明方法(B
)により製造された触媒組成物の両方を使用して得られ
た結果を比較したものである。
組成物の5の重量%を占めるシリカ支持体上に分散され
た以下の割合における必須触媒元素Mo,..,Co4
.5Fe3.oNi2.5Bi,.oふ.4,Po,.
9を有する触媒および実施例1に記載の本発明方法(B
)により製造された触媒組成物の両方を使用して得られ
た結果を比較したものである。
これらの触媒は1′2インチ直径の流動床接触アンモオ
キシデーション反応器および指示された反応条件を使用
して比較された。従来方法で製造された触媒は使用前に
550〜565℃において2時間蝦蟻された。
キシデーション反応器および指示された反応条件を使用
して比較された。従来方法で製造された触媒は使用前に
550〜565℃において2時間蝦蟻された。
表1
上表において、ANはアクリロニトリル、ACNはアセ
トニトリルそしてACRはアクロレインをそれぞれ意味
する。
トニトリルそしてACRはアクロレインをそれぞれ意味
する。
W/FはN.T.P.で測定された各反応成分の流速(
泌/秒)で除した触媒の重量(のとして定義される。
泌/秒)で除した触媒の重量(のとして定義される。
プロピレン(C3&)変換率は供給原料中のC3比モル
数−流出物中のC3日6モル数x,。
数−流出物中のC3日6モル数x,。
〇供給原料中のC3比モル数として定義される。
アクリロニトリル(AN)選択率は
零照器毒殺器紫側
として定義される。
アクリロニトリル(AN)収率は
生成したANのモル数
供給原料中におけるC3比のモル数×100として定義
される。
される。
アンモニア(N比)基準収率は
供巷嬢寿隼会帯登裏手拳数X・oo
として定義される。
前記から容易にわかるように、本発明方法により製造さ
れた触媒は実質的にアンモニア基準収率、アクリロニト
リルに対する選択率およびアクリロニトリルの収率の面
において一層すぐれておりしかも熟成した従来方法触媒
よりも若干すぐれたプロピレン変換率を与える。
れた触媒は実質的にアンモニア基準収率、アクリロニト
リルに対する選択率およびアクリロニトリルの収率の面
において一層すぐれておりしかも熟成した従来方法触媒
よりも若干すぐれたプロピレン変換率を与える。
実際的な表現をすれば、これは得られる副反応生成物が
一層少ない点において生成物がより純粋であることを意
味している。前記からわかるように、従来方法により製
造された触媒は初期には劣った性能から回復するけれど
もそれは当初からは本発明方法で製造された触媒により
維持されたレベルに達しない。
一層少ない点において生成物がより純粋であることを意
味している。前記からわかるように、従来方法により製
造された触媒は初期には劣った性能から回復するけれど
もそれは当初からは本発明方法で製造された触媒により
維持されたレベルに達しない。
実験 2
この一連の実験は実施例1に記載の本発明方法により製
造された触媒の9曲時間にわたる定常的な有効性を示し
ている。
造された触媒の9曲時間にわたる定常的な有効性を示し
ている。
以下の原子比における必須触媒元素
M。
IOC。3,47Fe2.3Nil,94BiM?均,
滋P小斑を有しそして支持された触媒組成物全量の5の
重量%のシリカ上に支持された触媒は実施例1に記載の
と同様にして製造された。
滋P小斑を有しそして支持された触媒組成物全量の5の
重量%のシリカ上に支持された触媒は実施例1に記載の
と同様にして製造された。
0.98k9′地の圧力で10.4:1.1:1.0の
割合における空気、アンモニアおよびプロピレンを含有
する反応成分流は5.0ター秒/私のW/Fおよび10
.2肌/秒のガス速度において触媒上を通過させた。
割合における空気、アンモニアおよびプロピレンを含有
する反応成分流は5.0ター秒/私のW/Fおよび10
.2肌/秒のガス速度において触媒上を通過させた。
24時間後、反応成分比は9.99:1.06:1.0
(空気:アンモニア:プロピレン)に変えられたがこれ
はANの収率および選択率に実質的影響を及ぼさなかつ
た。
(空気:アンモニア:プロピレン)に変えられたがこれ
はANの収率および選択率に実質的影響を及ぼさなかつ
た。
この一連の実験結果は以下の表2に示されている。
表中ACR、ACNおよびANは前述した意味を有する
。表 2 実験 3 実施例2に記載のようにして製造された触媒を実験1で
使用したアンモオキシデーション反応器中に入れた。
。表 2 実験 3 実施例2に記載のようにして製造された触媒を実験1で
使用したアンモオキシデーション反応器中に入れた。
17.12容量%の酸素、10.0筋容量%のアンモニ
アおよび8.42容量%のプロピレン(残りはヘリウム
である)からなるガス流を454ooの温度に維持され
た触媒床に通過させた。
アおよび8.42容量%のプロピレン(残りはヘリウム
である)からなるガス流を454ooの温度に維持され
た触媒床に通過させた。
W/Fは3.75ター秒/叫であり、圧力は1.05k
9/鮒に維持された。13分後、反応器からの流出物を
分析したところその結果はプロピレン変換率が93.9
%、アクリロニトリルに対する選択率が73.3%およ
びアクリロニトリル収率が68.8%であった。
9/鮒に維持された。13分後、反応器からの流出物を
分析したところその結果はプロピレン変換率が93.9
%、アクリロニトリルに対する選択率が73.3%およ
びアクリロニトリル収率が68.8%であった。
すなわち、任意好適成反であるりん酸塩およびカリウム
、ナトリウムまたはカルシウムの各成分がたとえなくと
も、本発明の触媒組成物は、これらの成分を混入した従
来方法触媒に匹敵する結果をもたらす。
、ナトリウムまたはカルシウムの各成分がたとえなくと
も、本発明の触媒組成物は、これらの成分を混入した従
来方法触媒に匹敵する結果をもたらす。
前記の比較データより、本発明方法により製造された触
媒は従来方法により製造された触媒よりも実質的利点を
有することがわかる。
媒は従来方法により製造された触媒よりも実質的利点を
有することがわかる。
触媒が得られる相対的容易さおよびさらに有意にはアン
モニアに対する収率の改良は最も重要な点である。アク
リロニトリルの商業的製法により消費される非常に多量
のアンモニアからわかるように、この基準原料物質の使
用される効率における小さな改良でさえ非常に大きな操
作上の節約をもたらすであろう。したがって本発明はき
わめて商業上有意である。前記各実施例は単に本発明を
説明するためのものであっていずれでもその範囲を限定
するものとして見なされるべきではない。
モニアに対する収率の改良は最も重要な点である。アク
リロニトリルの商業的製法により消費される非常に多量
のアンモニアからわかるように、この基準原料物質の使
用される効率における小さな改良でさえ非常に大きな操
作上の節約をもたらすであろう。したがって本発明はき
わめて商業上有意である。前記各実施例は単に本発明を
説明するためのものであっていずれでもその範囲を限定
するものとして見なされるべきではない。
本明細書に開示されている本発明の変形が可能であるこ
とは当業者にとつて自明であり、したがって合理的に本
発明の範囲内にあるようなすべての変形が本発明に包含
されることが意味される。
とは当業者にとつて自明であり、したがって合理的に本
発明の範囲内にあるようなすべての変形が本発明に包含
されることが意味される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 コバルト、ニツケルおよび鉄の少なくとも1種の金
属のモリブデン酸塩およびビスマスの酸化物または塩を
別々に形成させ、その後Mo_1_0Co_1_〜_5
Ni_1_〜_5Fe_1_〜_5Bi_0_・_1_
〜_3の組成の触媒元素を有する触媒を与えるに充分な
量で触媒元素が加えられ、前記元素からなり且つ前記モ
リブデン酸塩およびビスマスの酸化物または塩を含有し
任意にりん酸基およびナトリウム、カリウムまたはカル
シウムのイオンを包含する水性スラリーを生成させそし
てその後スラリーから固体相を分離し且つその固体相を
■焼して触媒を生成することを特徴とする、アンモオキ
シデーシヨン用触媒の製法。 2 スラリーがりん酸基およびナトリウムイオン、カリ
ウムイオンまたはカルシウムイオンを含有することを特
徴とする前記第1項記載の方法。 3 微粉化された支持体物質がスラリーに加えられるこ
とを特徴とする、前記第1項記載の方法。 4 スラリーにシリカゾル支持物質を加えついでスラリ
ーから固体相を分離しそしてその固体相を450℃以上
の温度で■焼して触媒を生成することを特徴とする、前
記第3項記載の方法。 5 コバルト、ニツケルおよび鉄のモリブデン酸塩およ
びビスマスの酸化物または塩を含有するスラリーをナト
リウム、カリウムまたはカルシウムのモリブデン酸塩お
よびりん酸を含有する水性溶液と混合することにより水
性スラリーが生成されることを特徴とする、前記第4項
記載の方法。 6 支持された触媒重量の30〜70%を占めるシリカ
支持体物質上に分散された次の割合Mo_1_0Co_
1_〜_5Ni_1_〜_5Fe_1_〜_5Bi_0
_・_1_〜_3P_0_・_1_〜_3K_0_・_
1_〜_3で存在する触媒元素を有する触媒を与えるに
充分な量で触媒元素が加えられることを特徴とする前記
第4項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/636,011 US4040978A (en) | 1975-11-28 | 1975-11-28 | Production of (amm)oxidation catalyst |
| US636011 | 1975-11-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5268094A JPS5268094A (en) | 1977-06-06 |
| JPS6029536B2 true JPS6029536B2 (ja) | 1985-07-11 |
Family
ID=24550038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51142836A Expired JPS6029536B2 (ja) | 1975-11-28 | 1976-11-26 | 触媒の製法 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4040978A (ja) |
| JP (1) | JPS6029536B2 (ja) |
| AU (1) | AU502608B2 (ja) |
| BE (1) | BE848793A (ja) |
| BR (1) | BR7607932A (ja) |
| CA (1) | CA1082165A (ja) |
| DE (1) | DE2653863A1 (ja) |
| DK (1) | DK535276A (ja) |
| ES (1) | ES453604A1 (ja) |
| FR (1) | FR2332803A1 (ja) |
| GB (1) | GB1564545A (ja) |
| IL (1) | IL50998A (ja) |
| IT (1) | IT1107704B (ja) |
| NL (1) | NL7613086A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01131336U (ja) * | 1988-03-01 | 1989-09-06 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4148757A (en) * | 1977-08-10 | 1979-04-10 | The Standard Oil Company | Process for forming multi-component oxide complex catalysts |
| US4212766A (en) * | 1978-04-21 | 1980-07-15 | Standard Oil Company | Process for forming multi-component oxide complex catalysts |
| JPS5538330A (en) * | 1978-09-13 | 1980-03-17 | Ube Ind Ltd | Preparation of acrylonitrile |
| US4224187A (en) * | 1978-11-13 | 1980-09-23 | Celanese Corporation | Olefin oxidation catalyst and process for its preparation |
| DE2849715A1 (de) * | 1978-11-16 | 1980-05-29 | Hoechst Ag | Traegerkatalysator und verfahren zu seiner herstellung |
| US4405498A (en) * | 1979-12-17 | 1983-09-20 | Monsanto Company | Oxidation and ammoxidation catalysts |
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