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JPS5835492B2 - Method for producing methacrolein - Google Patents
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JPS5835492B2 - Method for producing methacrolein - Google Patents

Method for producing methacrolein

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Publication number
JPS5835492B2
JPS5835492B2 JP52127558A JP12755877A JPS5835492B2 JP S5835492 B2 JPS5835492 B2 JP S5835492B2 JP 52127558 A JP52127558 A JP 52127558A JP 12755877 A JP12755877 A JP 12755877A JP S5835492 B2 JPS5835492 B2 JP S5835492B2
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JP
Japan
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catalyst
methacrolein
reaction
bismuth
nitrate
Prior art date
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JP52127558A
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Japanese (ja)
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輝美 久行
恭二 大段
純郎 梅村
研一 鈴木
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5835492B2 publication Critical patent/JPS5835492B2/en
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、インブチレンを改良された触媒の存在下に
、分子状酸素と高温気相で接触反応させてメタクロレイ
ンを有利に製造する方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to a method for advantageously producing methacrolein by catalytically reacting imbutylene with molecular oxygen in the presence of an improved catalyst in the high temperature gas phase.

従来、オレフィンを触媒の存在下に分子状酸素と高温気
相で接触反応させて不飽和アルデヒドを製造する方法お
よびその際に使用する触媒はすでに多数知られているが
、プロピレンからアクロレインを製造する方法と比較す
ると、イソブチレンからメタクロレインを製造する方法
についての提案は少なく、またアクロレインの製造とメ
タクロレインの製造との両者に使用できる触媒でもメタ
クロレインの製造に使用した場合は、アクロレインの製
造に使用した場合より、触媒性能が劣る場合が多い。
Conventionally, many methods for producing unsaturated aldehydes by catalytically reacting olefins with molecular oxygen in the presence of a catalyst in the high-temperature gas phase and catalysts used in this process are already known, but there are many known methods for producing acrolein from propylene. Compared to other methods, there are few proposals for producing methacrolein from isobutylene, and even if a catalyst can be used for both acrolein production and methacrolein production, if it is used for methacrolein production, it will not be used for acrolein production. In many cases, the catalyst performance is inferior to that when used.

メタクロレインの製造についての提案が少なく、また触
媒性能がアクロレインの場合より劣るのは、イソブチレ
ンの分岐に一因があり、プロピレンの酸化とイソブチレ
ンの酸化反応とでは、その触媒系を異にし、アクロレイ
ンを製造スる場合よりもメタクロレインを製造する方が
困難であることを示している。
The reason why there are few proposals for the production of methacrolein and the catalyst performance is inferior to that of acrolein is partly due to the branching of isobutylene. This shows that it is more difficult to produce methacrolein than it is to produce it.

イソブチレンを触媒の存在下に分子状酸素と高温気相で
接触反応させてメタクロレインを製造する際に使用する
触媒は、例えば特公昭4742241号公報(Co−F
e−Bi−W−Mo−8i−K)、特公昭47−428
13号公報(Co−Fe−Bi −W Mo Si
−K P )、特公昭48−1645号公報(Co
−Fe −Bi −Cr −K −Mo )、特公昭
51−12604号公報(Co −Fe −W−Mo
−8i −TI −B i ) 、特開昭48−514
号公報(Co −Fe −Bi −MgK−Mo)、特
開昭48−52713号公報(Co −Fe −B i
−Mo−K ) 、特開昭5134107号公報(M
n −K −Co −Ni −Fe −Bi −Mo
) などに記載されており、これらの触媒は、いずれ
もその構成元素としてモリブデン、コバルト、ビスマス
および鉄を含有している点で共通している。
Catalysts used when producing methacrolein by catalytically reacting isobutylene with molecular oxygen in the presence of a catalyst in the high temperature gas phase are disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 4742241 (Co-F
e-Bi-W-Mo-8i-K), Special Publication No. 47-428
Publication No. 13 (Co-Fe-Bi-WMoSi
-KP), Special Publication No. 48-1645 (Co
-Fe -Bi -Cr -K -Mo ), Japanese Patent Publication No. 51-12604 (Co -Fe -W-Mo
-8i -TI-B i ), JP-A-48-514
No. (Co-Fe-Bi-MgK-Mo), JP-A-48-52713 (Co-Fe-Bi
-Mo-K), JP-A-5134107 (M
n -K -Co -Ni -Fe -Bi -Mo
), and these catalysts all have in common that they contain molybdenum, cobalt, bismuth, and iron as constituent elements.

また従来公知のMo −B i −Fe−Co系の触媒
は、比較的高いメタクロレインの選択率を示しているが
、メタクロレインの収率は80%に満たないものが多か
った。
Furthermore, although conventionally known Mo-Bi-Fe-Co catalysts have shown relatively high selectivity for methacrolein, the yield of methacrolein was often less than 80%.

またメタクロレインの収率が80%い上に達する触媒に
ついての提案もなされているが、このような触媒では、
400℃前後と比較的高い反応温度や4秒前後と比較的
長い接触時間を必要とし、メタクロレインの単位時間、
単位触媒容積当りの生成量(空時収量)も低いなどの難
点があり、工業用触媒としてはいまだ改良の余地がある
There have also been proposals for catalysts that can achieve a yield of over 80% of methacrolein, but with such catalysts,
Requires a relatively high reaction temperature of around 400°C and a relatively long contact time of around 4 seconds, and the unit time of methacrolein
It has drawbacks such as a low production amount per unit catalyst volume (space-time yield), and there is still room for improvement as an industrial catalyst.

メタクロレインの収率が80%以上にも達する触媒を開
発することは、非常に困難なことであるが、この発明者
らは、より低い反応温度および短い接触時間でメタクロ
レインの収率が80%以上にも達し、高い空時収量でメ
タクロレインを製造できる触媒を開発することを目的と
して、モリブデン、ビスマス、鉄およびコバルトを含有
する触媒について鋭意研究を行った。
Although it is very difficult to develop a catalyst that can achieve a methacrolein yield of 80% or more, the inventors have succeeded in achieving a methacrolein yield of 80% or more using a lower reaction temperature and short contact time. With the aim of developing a catalyst that can produce methacrolein with a high space-time yield of more than %, intensive research was conducted on catalysts containing molybdenum, bismuth, iron, and cobalt.

その結果、バナジウム、ニオブおよびテルルよりなる群
から選択された1種以上の元素を組合せてなる次の一般
組成式、 〔この式で、Moはモリブデン、Coはコバルト、Fe
は鉄、Biはビスマス、Xはバナジウム、ニオブおよび
テルルよりなる群から選択された1種以上の元素、およ
びOは酸素で、添字のa、b、c、d、eおよびfは原
子数を示し、8を10と固定すると、bは3〜10、好
ましくは4〜9、Cは1〜7、好ましくは1.5〜5、
dは0.1〜1.5、好ましくは0.15〜1.2、e
は0.01〜1、好ましくは0.03〜0.5で、fは
酸素以外の前記各元素の原子価によっておのずと定まる
値で、通常34.6〜54,1の値をとる。
As a result, the following general compositional formula is formed by combining one or more elements selected from the group consisting of vanadium, niobium, and tellurium. [In this formula, Mo is molybdenum, Co is cobalt, and Fe
is iron, Bi is bismuth, X is one or more elements selected from the group consisting of vanadium, niobium, and tellurium, and O is oxygen, and the subscripts a, b, c, d, e, and f indicate the number of atoms. and when 8 is fixed as 10, b is 3 to 10, preferably 4 to 9, C is 1 to 7, preferably 1.5 to 5,
d is 0.1-1.5, preferably 0.15-1.2, e
is 0.01 to 1, preferably 0.03 to 0.5, and f is a value naturally determined by the valence of each element other than oxygen, and usually takes a value of 34.6 to 54.1.

〕で表わされる組成物を触媒としで使用すると、300
℃前後の反応温度および1.5秒前後の接触時間でもメ
タクロレインの収率が80%以上にも達するだけでなく
、メタクロレインの空時収量が30 of/1−hr以
上、さらには350?/1−br以上にも達することを
知り、この発明に到達した。
] When the composition represented by is used as a catalyst, 300
Not only does the yield of methacrolein reach more than 80% even at a reaction temperature of around 1.5°C and a contact time of around 1.5 seconds, but the space-time yield of methacrolein reaches more than 30 of/1-hr, and even more than 350? This invention was achieved after learning that it can reach even more than /1-br.

この発明は、イソブチレンを触媒の存在下に分子子状酸
素と高温気相で接触反応させてメタクロレインを製造す
る方法において、触媒として前記一般組成式で表わされ
る組成物を使用することを特徴とするメタクロレインの
製造方法に関するものである。
The present invention is characterized in that a composition represented by the above general compositional formula is used as a catalyst in a method for producing methacrolein by catalytically reacting isobutylene with molecular oxygen in the presence of a catalyst in a high temperature gas phase. The present invention relates to a method for producing methacrolein.

この発明の方法によると、従来より比較的反応温度が低
く、また短い接触時間でもメタクロレインの収率が高く
、また空時収量も高いので工業的にみると、著しく有利
にイソブチレンからメタクロレインを製造できるという
大きな特長がある。
According to the method of the present invention, the reaction temperature is relatively lower than that of the conventional method, the yield of methacrolein is high even with a short contact time, and the space-time yield is also high. It has the great advantage of being manufacturable.

この発明の方法で使用する触媒は、前記一般組成式で表
わされるものであるが、モリブデンを10原子と固定し
たとき、コバルト、鉄およびビスマスが前記範囲をはず
れた場合は、メタクロレインの選択率、イソブチレンの
反応率などが低くなり、結局メタクロレインの収率や空
時収量も低くなるので適当ではなく、またバナジウム、
ニオブおよびテルルよりなる群から選択された1種以上
の元素の割合がモリブデン10原子に対して1原子より
も多くなると、特にメタクロレインの選択率が低下し、
メタクロレインの収率および空時収量が低くなるので適
当ではない。
The catalyst used in the method of this invention is represented by the above general composition formula, but when molybdenum is fixed at 10 atoms, if cobalt, iron and bismuth are out of the above range, the selectivity of methacrolein will decrease. , the reaction rate of isobutylene will be low, and the yield and space-time yield of methacrolein will also be low, so it is not suitable, and vanadium,
When the proportion of one or more elements selected from the group consisting of niobium and tellurium is more than 1 atom per 10 molybdenum atoms, the selectivity of methacrolein in particular decreases,
It is not suitable because the yield and space-time yield of methacrolein are low.

この発明の方法で使用する触媒の前記各構成成分元素は
、主として単独の元素が酸素とともに結合した金属酸化
物、複数の元素が酸素とともに結合した酸化物およびこ
れらの混合物として触媒中に存在している。
The constituent elements of the catalyst used in the method of the present invention are mainly present in the catalyst as a metal oxide in which a single element is combined with oxygen, an oxide in which a plurality of elements are combined with oxygen, and a mixture thereof. There is.

この発明の方法で使用する触媒において、バナジウム、
ニオブおよびテルルよりなる群から選択された1種以上
の元素は、2種または3種触媒中に存在させても、触媒
性能は1種の場合と比較すると特に大差は認められない
In the catalyst used in the method of this invention, vanadium,
Even when two or three types of one or more elements selected from the group consisting of niobium and tellurium are present in the catalyst, no significant difference in catalyst performance is observed compared to when one element is present.

この発明の方法で使用する触媒は、触媒を構成する各成
分元素を含有する化合物、例えば各元素の酸化物、塩な
どの化合物を触媒調製の出発原料として使用し、従来公
知の酸化触媒の調製法によって容易に調製できるが、従
来一般に触媒調製時に焼成していた焼成温度よりも高い
500〜SOO℃、好ましくは600〜700℃で1〜
20時間、好ましくは2〜10時間焼威して調製するの
が適当である。
The catalyst used in the method of the present invention is prepared by using a compound containing each component element constituting the catalyst, such as an oxide or a salt of each element, as a starting material for preparing the catalyst. Although it can be easily prepared by a method, it can be prepared at a temperature of 500 to SOO℃, preferably 600 to 700℃, which is higher than the firing temperature conventionally used for catalyst preparation.
It is appropriate to prepare by baking for 20 hours, preferably 2 to 10 hours.

焼成温度が低すぎたり、また高すぎたりすると、メタク
ロレインの収率が低下する。
If the calcination temperature is too low or too high, the yield of methacrolein will decrease.

触媒は、例えば各元素の酸化物、塩などの化合物を水の
存在下で混合してペースト状にしたものを乾燥後、前記
温度で焼成することによって、各元素の化合物な見合し
た混合溶液または懸濁液を蒸発乾固させた後、前記温度
で焼成することによって、また混合溶液から各成分元素
を含有する共沈澱物を生成させ、これを分離、乾燥して
前記温度で焼成することによって調製することができる
Catalysts can be made by mixing compounds such as oxides and salts of each element in the presence of water to form a paste, drying it, and then baking it at the above temperature to form a mixed solution or mixture of compounds of each element. By evaporating the suspension to dryness and then calcining it at the above temperature, or by producing a coprecipitate containing each component element from the mixed solution, separating it, drying it, and calcining it at the temperature mentioned above. It can be prepared.

触媒調製の出発原料として使用できる各元素の酸化物、
塩などの化合物としては、例えば、モリブデン酸、モリ
ブデン酸アンモニウム、二酸化モリブデンなどのモリブ
デン化合物、炭酸コバルト、硝酸コバルト、酸化コバル
ト、四三酸化コバルト、塩化コバルト、水酸化第一コバ
ルト、水酸化第二コバルト、硫化コバルトなどのコバル
ト化合物、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄、酸化第一鉄、酸化
第二鉄、炭酸第一鉄、硫化第一鉄、塩化第一鉄、塩化第
二鉄、水酸化第一鉄、水酸化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸
第二鉄、硫酸第一鉄アンモニウム、硫酸第二鉄アンモニ
ウムなどの鉄化合物、硝酸ビスマス、二塩化ビスマス、
三塩化ビスマス、五酸化ヒスマス、三酸化ビスマス、四
酸化ビスマス、酸化硝酸ビスマス、水酸化ビスマス、次
硝酸ビスマス、オキシ塩化ビスマスなどのビスマス化合
物、五酸化バナジウム、四塩化バナジウム、メタバナジ
ン酸アンモニウム、蓚酸バナジル、硝酸バナジル、オキ
シ塩化バナジウムなどのバナジウム化合物、塩化ニオブ
、五酸化ニオブなとのニオブ化合物、(オルトまたはメ
タ)テルル酸、二酸化テルル、二塩化テルル、二蓚化テ
ルル、硝酸テルルなとのテルル化合物を挙げることがで
き、モリブデン酸コバルトモリブデン酸鉄などの複数の
元素からなる化合物も使用できる。
Oxides of each element that can be used as starting materials for catalyst preparation,
Examples of compounds such as salts include molybdenum compounds such as molybdic acid, ammonium molybdate, and molybdenum dioxide, cobalt carbonate, cobalt nitrate, cobalt oxide, tricobalt tetroxide, cobalt chloride, cobaltous hydroxide, and cobaltous hydroxide. Cobalt, cobalt compounds such as cobalt sulfide, ferrous nitrate, ferric nitrate, ferrous oxide, ferric oxide, ferrous carbonate, ferrous sulfide, ferrous chloride, ferric chloride, water Iron compounds such as ferrous oxide, ferric hydroxide, ferrous sulfate, ferric sulfate, ferrous ammonium sulfate, ferric ammonium sulfate, bismuth nitrate, bismuth dichloride,
Bismuth compounds such as bismuth trichloride, hismuth pentoxide, bismuth trioxide, bismuth tetroxide, bismuth nitrate oxide, bismuth hydroxide, bismuth subnitrate, bismuth oxychloride, vanadium pentoxide, vanadium tetrachloride, ammonium metavanadate, vanadyl oxalate , vanadium compounds such as vanadyl nitrate and vanadium oxychloride, niobium compounds such as niobium chloride and niobium pentoxide, tellurium such as (ortho or meta) telluric acid, tellurium dioxide, tellurium dichloride, tellurium disulfide, and tellurium nitrate. Compounds such as cobalt molybdate and iron molybdate can also be used.

この発明の方法に好適に使用される触媒調製法の1例を
、モリブデン、コバルト、鉄、ビスマス、バナジウムお
よび酸素からなる触媒について次に説明する。
An example of a catalyst preparation method suitably used in the method of the present invention will be described below with respect to a catalyst consisting of molybdenum, cobalt, iron, bismuth, vanadium, and oxygen.

まず所定量のモリブデン酸、モリブデン酸アンモニウム
などのような水に可溶なモリブデン化合物、および所定
量のメタバナジン酸アンモニウム、硝酸バナジルなどの
ような水に可溶なバナジウム化合物を50〜90℃の温
水に溶解させ、これと所定量の硝酸コバルト、塩化コバ
ルトなどのような水に可溶なコバルト化合物、および所
定量の硝酸第一鉄、硝酸第二鉄などのような水に可溶な
鉄化合物をそれぞれ溶解させた水溶液と所定量の硝酸ビ
スマス、水酸化ビスマスなどのような硝酸に可溶なビス
マス化合物を硝酸に溶解させた溶液とを、攪拌下に滴下
して混合し、スラリー状とした後、スラリー状の混合溶
液を蒸発乾固して固形物を得、次いで500〜SOO℃
、好ましくは600〜700℃で、1〜20時間、好ま
しくは2〜10時間焼成すると目的とする触媒が得られ
る。
First, a predetermined amount of a water-soluble molybdenum compound such as molybdic acid, ammonium molybdate, etc., and a predetermined amount of a water-soluble vanadium compound such as ammonium metavanadate, vanadyl nitrate, etc. are added to hot water at 50 to 90°C. and a predetermined amount of a water-soluble cobalt compound such as cobalt nitrate, cobalt chloride, etc., and a predetermined amount of a water-soluble iron compound such as ferrous nitrate, ferric nitrate, etc. An aqueous solution containing each of these and a predetermined amount of a solution containing a bismuth compound soluble in nitric acid, such as bismuth nitrate or bismuth hydroxide, dissolved in nitric acid were added dropwise while stirring to form a slurry. After that, the slurry-like mixed solution was evaporated to dryness to obtain a solid, and then heated at 500 to SOO℃.
, preferably at 600 to 700°C for 1 to 20 hours, preferably 2 to 10 hours, to obtain the desired catalyst.

触媒調製法はこの1例に限定されることはないが、触媒
性能が十分に発揮される触媒を調製するためには、各出
発原料の分散、混合を十分に行ない、触媒成分元素をで
きるだけ均一に分散させて前記焼成温度で焼成すること
が望ましく、一般には分散、混合を各出発原料を溶解す
る水、硝酸のような酸、アンモニア水のようなアルカリ
溶液などに溶解させて行なうのが好適である。
Although the catalyst preparation method is not limited to this one example, in order to prepare a catalyst that exhibits sufficient catalytic performance, each starting material must be sufficiently dispersed and mixed to ensure that the catalyst component elements are as uniform as possible. It is preferable to disperse the starting materials in water and calcinate them at the above calcination temperature. Generally, it is preferable to perform dispersion and mixing by dissolving each starting material in water, an acid such as nitric acid, an alkaline solution such as aqueous ammonia, etc. It is.

この発明の方法において使用する触媒は、これを単独で
使用しても、また担体に担持させて使用してもよい。
The catalyst used in the method of this invention may be used alone or supported on a carrier.

担体としては、従来酸化触媒の担体として公知のものが
いずれも使用でき、例えばシリカ、アルミナ、アルミナ
−シリカ、チタニア、げいそう土、カーボランダムなど
を挙げることができる。
As the carrier, any of the carriers conventionally known as carriers for oxidation catalysts can be used, and examples thereof include silica, alumina, alumina-silica, titania, giesel earth, and carborundum.

触媒を担体に担持させる場合は、触媒1グに対して担体
が3.02以下、好ましくは0.01〜2.02の割合
にするのがよく、触媒調製時に、また調製後に触媒な担
体に担持させてもよい。
When the catalyst is supported on a carrier, the ratio of the carrier to 1 g of catalyst is preferably 3.02 or less, preferably 0.01 to 2.02. It may be supported.

触媒粒子の大きさ、形状、担体の有無などによって、特
に触媒性能に差が生じることはない。
There is no particular difference in catalyst performance depending on the size, shape, presence or absence of a carrier, etc. of catalyst particles.

この発明の方法を前記触媒の存在下に実施するにあたり
、インブチレンおよび分子状酸素以外にこれらの混合ガ
スに、酸化反応に対して実質的に不活性なガスを希釈ガ
スとして混合して使用することができる。
When carrying out the method of the present invention in the presence of the catalyst, in addition to imbutylene and molecular oxygen, a gas substantially inert to the oxidation reaction is mixed with the mixed gas as a diluent gas. be able to.

希釈ガスとしては、例えば水蒸気、窒素ガス、炭酸ガス
などを挙げることができ、なかでも水蒸気は、これが反
応系に存在すると、メタクロレインの選択率を向上させ
たり、触媒活性を持続させたりする作用を示すので、反
応系に水蒸気を存在させるのがよい。
Examples of the diluent gas include water vapor, nitrogen gas, carbon dioxide gas, etc. Among them, water vapor, when present in the reaction system, has the effect of improving the selectivity of methacrolein and sustaining the catalytic activity. Therefore, it is preferable to have water vapor present in the reaction system.

水蒸気の量は、イソブチレン1モルに対して、0.1〜
8モル、好ましくは1〜5モルの割合になるようにする
のがよい。
The amount of water vapor is 0.1 to 1 mole of isobutylene.
The proportion is preferably 8 mol, preferably 1 to 5 mol.

また反応系には前記希釈ガスのほかに、この反応に実質
的に不活性な炭化水素化合物が、イソブチレン1モルに
対して0.5モル以下、好ましくは0.1モル以下の割
合の量であれば混在していても差支えない。
In addition to the diluent gas, the reaction system also contains a hydrocarbon compound that is substantially inert to this reaction in an amount of 0.5 mol or less, preferably 0.1 mol or less, per 1 mol of isobutylene. If so, there is no problem even if they are mixed together.

従って原料のイソブチビンは必ずしも高純度のものでな
くてもよい。
Therefore, the raw material isobutibine does not necessarily have to be of high purity.

また分子状酸素も特に高純度の酸素ガスである必要はな
く、一般には酸素含有ガス、例えば酸素ガスを前記希釈
ガスで希釈したガス、空気などを使用するのが経済的で
あり、なかでも空気をそのまま使用するのが便利である
Furthermore, molecular oxygen does not need to be a particularly high-purity oxygen gas, and it is generally economical to use an oxygen-containing gas, such as a gas prepared by diluting oxygen gas with the diluent gas mentioned above, or air. It is convenient to use it as is.

分子状酸素の量は、イソブチレン1モルに対して、1〜
4モル、好ましくは1.2〜3モルの割合にするのが適
当である。
The amount of molecular oxygen is 1 to 1 mole of isobutylene.
A suitable proportion is 4 mol, preferably 1.2 to 3 mol.

この発明の方法を前記触媒の存在下に実施する場合、反
応温度300℃前後、接触時間1.5秒前後で特に高い
メタクロレイン収率を与えるが、従来公知の一般的な反
応温度、接触時間の範囲内で実施しても差支えない。
When the method of the present invention is carried out in the presence of the above catalyst, a particularly high methacrolein yield can be obtained at a reaction temperature of around 300°C and a contact time of around 1.5 seconds; There is no problem in implementing it within the scope of.

この発明の方法において反応温度は、一般には260〜
370℃、好ましや☆くは280〜350℃、さらに好
ましくは290〜340℃が最適で、接触時間は0.2
〜7秒、好ましくは0.5〜5秒、さらに好ましくは1
〜2.5秒程度が最適である。
In the method of this invention, the reaction temperature is generally from 260 to
The optimal temperature is 370°C, preferably 280-350°C, more preferably 290-340°C, and the contact time is 0.2
~7 seconds, preferably 0.5-5 seconds, more preferably 1
The optimum time is about 2.5 seconds.

また反応圧力は、常圧、低度の加圧または減圧下のいず
れでもよいが、一般的には常圧下で行なうのが適当であ
る。
The reaction pressure may be normal pressure, low pressure, or reduced pressure, but it is generally appropriate to carry out the reaction under normal pressure.

反応は、固定床、移動床、流動床などいずれにおいても
行なうことができるが、一般には固定床で行なうのが適
当である。
The reaction can be carried out in a fixed bed, a moving bed, a fluidized bed, etc., but it is generally suitable to carry out the reaction in a fixed bed.

次に実施例および比較例を示し、この発明をさらに詳細
に説明する。
Next, the present invention will be explained in further detail by showing Examples and Comparative Examples.

各側において、結果は反応を開始して1時間後に測定し
たもので、イソブチレンの反応率(%)、メタクロレイ
ンの選択率(%)、メタクロレインの収率(1パス収率
)(%)およびメタクロレインの空時収量 (?/l −hr ) は次の定義に従う。
On each side, the results were measured 1 hour after starting the reaction, and were as follows: isobutylene conversion (%), methacrolein selectivity (%), methacrolein yield (1 pass yield) (%). and the space-time yield (?/l-hr) of methacrolein follow the following definition.

実施例 1 モリフテン酸アンモニウム ((NH4)6 ・Mo7024 ” 4H20,l
356.IPおよびメタバナジン酸アンモニウム〔NH
4VO3〕1.22を80℃の温水250rrLlに溶
解させた溶液、硝酸コバルト(Co 2 (NO3)2
・6 H2O,1234,9および硝酸第二鉄 (Fe (NO3)3−9H20) l 53.4 f
を80℃の温水200m1に溶解させた溶液、および硝
酸ビスマスCBi(NO3)s・5H20、l 88.
I Pを15重量%の硝酸水溶液10′I′Illに溶
解させた溶液を攪拌下に滴下混合してスラリー状の混合
溶液とした。
Example 1 Ammonium molyftate ((NH4)6 ・Mo7024'' 4H20,l
356. IP and ammonium metavanadate [NH
Cobalt nitrate (Co 2 (NO3) 2
・6 H2O, 1234,9 and ferric nitrate (Fe (NO3)3-9H20) l 53.4 f
and bismuth nitrate CBi(NO3)s・5H20,l 88.
A solution of IP dissolved in 10'I'Ill of a 15% by weight nitric acid aqueous solution was dropwise mixed with stirring to form a slurry-like mixed solution.

次いでこのスラリー状の混合溶液を加熱して蒸発乾固し
、固形物を得た。
Next, this slurry mixed solution was heated and evaporated to dryness to obtain a solid.

固形物は、これを5mmtfiのタブレットに成形した
後、空気雰囲気下に徐徐に加熱して650℃の温度で5
時間焼成して、触媒組成(酸素を除く、以下同様)が第
1表に記載の原子比からなる触媒を調製した。
The solid material was formed into a 5 mm TFI tablet, and then slowly heated in an air atmosphere to a temperature of 650°C for 50 minutes.
A catalyst having an atomic ratio as shown in Table 1 was prepared by firing for a period of time.

このようにして得られた触媒8rrLlを内径8間のガ
ラス製U字型反応管に充填し、これにインブチレン:空
気:水蒸気の容積比が、1:10:4の混合ガスを30
0TLl/mi!lの流量で通し、反応温度310℃、
接触時間1.6秒で、常圧下で接触反応させた。
A glass U-shaped reaction tube with an inner diameter of 8 mm was filled with 8 rrL of the catalyst thus obtained, and 30 liters of a mixed gas of inbutylene:air:steam with a volume ratio of 1:10:4 was poured into the tube.
0TLl/mi! The reaction temperature was 310°C.
The contact reaction was carried out under normal pressure for a contact time of 1.6 seconds.

なおこの反応に使用した混合ガス中の酸素量は供給した
イソブチレン1モルに対して約2.0モルであった。
The amount of oxygen in the mixed gas used in this reaction was about 2.0 mol per 1 mol of isobutylene supplied.

接触反応の結果は、第1表に示す。The results of the contact reaction are shown in Table 1.

実施例 2〜6 メタバナジン酸アンモニウム(NH4VO3) 、硝
酸コバルト(Co (NO3)2 ・6H20、l 、
硝酸第二鉄(Fe (NOa ) s・9H20、l
、硝酸ビスマス(Bi(NO3)3・5H20〕などの
使用量をかえたほかは、実施例1と同様にし力独媒組成
が第1表に記載の原子比からなる触媒を調製し、実施例
1と同様の反応条件で接触反応を行なった。
Examples 2 to 6 Ammonium metavanadate (NH4VO3), cobalt nitrate (Co (NO3)2 ・6H20, l,
Ferric nitrate (Fe (NOa) s・9H20, l
, bismuth nitrate (Bi(NO3)3.5H20), etc., were used in the same manner as in Example 1, except that catalysts having the atomic ratios shown in Table 1 were prepared. A contact reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第1表に示す。The results are shown in Table 1.

実施例 7〜9 メタバナジン酸アンモニウム〔NH4vO3〕 のかわ
りに、テルル酸〔H2TeO4・4H20〕を使用し、
実施例1と同様にして触媒組成が第1表に記載の原子比
からなる触媒を調製し、実施例1と同様の反応条件で接
触反応を行なった。
Examples 7 to 9 Telluric acid [H2TeO4.4H20] was used instead of ammonium metavanadate [NH4vO3],
A catalyst having a catalyst composition having the atomic ratio shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第1表に示す。The results are shown in Table 1.

実施例 10〜12 モリブデン酸アンモニウム C(NH,)a −MO7024−4H20〕 および
メタバナジン酸アンモニウム〔NH4vO3〕 を溶解
させた溶液のかわりに、モリブデン酸アンモニウム((
NH4)6 ”MO7024・4H20) を溶解さ
せ、・五酸化ニオブ〔Nb2O,〕を分散懸濁させた溶
液を使用し、実施例1と同様にして触媒組成が第1表に
記載の原子比からなる触媒を調製し、実施例1と同様の
反応条件で接触反応を行なった。
Examples 10 to 12 Ammonium molybdate ((
Using a solution in which NH4)6"MO7024・4H20) was dissolved and niobium pentoxide [Nb2O,] was dispersed and suspended, the catalyst composition was adjusted to the atomic ratio shown in Table 1 in the same manner as in Example 1. A catalyst was prepared and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第1表に示す。The results are shown in Table 1.

実施例13〜14 実施例2で調製した触媒を使用し、反応温度を第1表に
記載の温度にかえたほかは、実施例1と同様の反応条件
で接触反応を行なった。
Examples 13 to 14 A catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1, except that the catalyst prepared in Example 2 was used and the reaction temperature was changed to the temperature listed in Table 1.

その結果は第1表に示す。The results are shown in Table 1.

実施例 15 実施例2で調製した触媒を使用し、接触時間を2秒にか
えたほかは、実施例1と同様の反応条件で接触反応を行
なった。
Example 15 A contact reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1, except that the catalyst prepared in Example 2 was used and the contact time was changed to 2 seconds.

この結果は第1表に示す。実施例 16 メタバナジン酸アンモニウム〔NH4vO3〕 のかわ
りに、メタバナジン酸アンモニウム 〔NH4VO3〕 1.2yとテルル酸 CH2Te0. ・4 H2O〕4.19を使用したほ
かは、実施例1と同様にして触媒組成が第1表に記載の
原子比からなる触媒を調製し、実施例1と同様の反応条
件で接触反応を行なった。
The results are shown in Table 1. Example 16 Instead of ammonium metavanadate [NH4vO3], ammonium metavanadate [NH4VO3] 1.2y and telluric acid CH2Te0. A catalyst having the atomic ratio listed in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that 4 H2O]4.19 was used, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1. I did it.

その結果は第1表に示す。The results are shown in Table 1.

比較例 1〜2 メタバナジン酸アンモニウム〔NH4vO3〕 を使用
せず、硝酸ビスマス(B i(NO3)3・5H20〕
の使用量をかえたほかは、実施例1と同様にして触媒組
成が第2表に記載の原子比からなる触媒を調製し、実施
例1と同様の反応条件で触媒反応を行なった。
Comparative Examples 1-2 Ammonium metavanadate [NH4vO3] was not used, but bismuth nitrate (B i (NO3)3.5H20) was used.
A catalyst having the atomic ratio shown in Table 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount used was changed, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第2表に示す。比較例 3 メタバナジン酸アンモニウム〔NH4vO3〕 の使用
量をかなえたほかは、実施例5と同様にして触媒組成が
第2表に記載の原子比からなる触媒を調製し、実施例1
と同様の反応条件で接触反応を行なった。
The results are shown in Table 2. Comparative Example 3 A catalyst having the atomic ratio shown in Table 2 was prepared in the same manner as in Example 5, except that the amount of ammonium metavanadate [NH4vO3] used was met, and the catalyst was prepared in the same manner as in Example 1.
A catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions.

その結果は第2表に示す。比較例 4 テA/A/酸〔H2TeO4・4H20〕の使用量をか
えたほかは、実施例7と同様にして触媒組成が第2表に
記載の原子比からなる触媒を調製し、実施例1と同様の
反応条件で接触反応を行なった。
The results are shown in Table 2. Comparative Example 4 A catalyst having the atomic ratio shown in Table 2 was prepared in the same manner as in Example 7 except that the amount of TeA/A/acid [H2TeO4.4H20] was changed. A contact reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第2表に示す。The results are shown in Table 2.

比較例 5 硝酸コバルト(Co (NO3)2 ・6 H20)7
0.0?および硝酸第二鉄 (Fe (NO3)3 ・5 H2O、l 24.3
?を80℃の温水40m1に溶解させた溶液と硝酸ビス
マス(Bi (NO3)3 ・5H20、l 29.O
Pを6mlの濃硝酸で酸性した水301rLlに溶解さ
せた硝酸酸性溶液とを混合した。
Comparative example 5 Cobalt nitrate (Co (NO3)2 ・6 H20)7
0.0? and ferric nitrate (Fe (NO3)3 ・5 H2O, l 24.3
? A solution of bismuth nitrate (Bi (NO3)3 ・5H20, l 29.O
A nitric acid acid solution in which P was dissolved in 301 rL of water acidified with 6 ml of concentrated nitric acid was mixed.

この混合溶液を、モリブデン酸アンモニウム((1’J
H4)6 ・MO7024・4H20)106.2S’
およびパラタングステン酸アンモニウム((NH4)1
0W12041 ” 5 H2O) 32.49を30
011Llの温水に溶解させた溶液に、攪拌下に滴下混
合し、次いでこの混合溶液に硝酸タリウムC’rlN0
3) o、s 01 ?を1OrIllの水に溶解させ
た溶液および20重量%シリカゲル24.49を加えて
混合し、攪拌下で加熱、蒸発乾固して固形物を得た。
This mixed solution was mixed with ammonium molybdate ((1'J
H4) 6 ・MO7024・4H20) 106.2S'
and ammonium paratungstate ((NH4)1
0W12041 ” 5 H2O) 32.49 to 30
Add thallium nitrate C'rlN0 to this mixed solution dropwise while stirring.
3) o, s 01? A solution prepared by dissolving 1 OrIll of silica gel in water and 24.49 g of 20% by weight silica gel were added and mixed, heated under stirring, and evaporated to dryness to obtain a solid.

固形物は、これを粉砕した後、5mπφのタブレットに
成形し、空気雰囲気下に450℃で6時間焼成して触媒
を調製した。
The solid material was pulverized, formed into a tablet of 5 mπφ, and calcined at 450° C. for 6 hours in an air atmosphere to prepare a catalyst.

このようにして得られた触媒811Llを使用して、実
施例1と同様の反応条件で接触反応を行なった。
A catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 using 811 Ll of the catalyst thus obtained.

その結果は第2表に示す。The results are shown in Table 2.

比較例 6 モリブデン酸アンモニウム ((NH4)6−MO7024−4H20,l 63
.5?を80℃の温水601njlに溶解させた後、こ
れに硝酸カリウム(KNO3)0.21を加えて溶解さ
せ、次いで硝酸コバルト〔co(NO3)2・6H20
〕61.2f?および硝酸第二鉄 (Fe (NO3)3 ・9H20、+ 36.69を
80℃の温水50m1に溶解させた溶液と硝酸ビスマス
〔Bi(NO3)3・5a2o、114.6rを15重
量%の硝酸水溶液25縦に溶解させた溶液とを攪拌下に
滴下混合し、さらに20重量%シリカゾル90yを加え
て混合した後、加熱して蒸発乾固させ、さらに300℃
で3時間加熱を続けて固形物を得た。
Comparative Example 6 Ammonium molybdate ((NH4)6-MO7024-4H20,l 63
.. 5? was dissolved in 601 njl of 80°C warm water, 0.21 njl of potassium nitrate (KNO3) was added and dissolved, and then cobalt nitrate [co(NO3)2.6H20
]61.2f? and a solution of ferric nitrate (Fe (NO3)3 ・9H20, + 36.69 The aqueous solution 25 and the vertically dissolved solution were mixed dropwise with stirring, and 20% by weight silica sol 90y was added and mixed, then heated to evaporate to dryness, and further heated to 300°C.
Heating was continued for 3 hours to obtain a solid.

固形物は、これを粉砕した後、5關φのタブレットに成
形し、空気雰囲気下に700’Cで5時間焼成して触媒
を調製した。
The solid material was pulverized, formed into a 5-diameter tablet, and calcined at 700'C for 5 hours in an air atmosphere to prepare a catalyst.

このようにして得られた触媒87711を使用して実☆
☆施例1と同様の反応条件で接触反応を行なった。
Using the catalyst 87711 obtained in this way,
☆A contact reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第2表に示す。The results are shown in Table 2.

実施例 17〜18 実施例2と同様にして調整したスラリー状の混合溶液に
、30重量%のシリカゾル水溶液115m1(実施例1
7)、または236m1(実施例18)を添加混合し、
以下実施例1と同様にして、MOIOFe2 Bio、
g V(、、、の原子比からなる触媒※※10Fに対し
てシリカ担体22(実施例17)およびシリカ担体42
からなる担体に担持された触媒を調製し、実施例1と同
様の反応条件で接触反応を行なった。
Examples 17-18 115 ml of a 30% by weight silica sol aqueous solution (Example 1) was added to a slurry mixed solution prepared in the same manner as in Example 2.
7) or 236 ml (Example 18) is added and mixed,
Hereinafter, in the same manner as in Example 1, MOIOFe2 Bio,
g
A catalyst supported on a carrier consisting of the following was prepared, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第3表に示す。The results are shown in Table 3.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イソブチレンを触媒の存在下に分子状酸素と高温気
相で接触反応させてメタクロレインを製造する方法にお
いて、触媒として次の一般組成式、〔この式で、Moは
モリブデン、Coはコバ/l/ ト、Feは鉄、Biは
ビスマス、Xはバナジウム、ニオブおよびテルルよりな
る群から選択された1種以上の元素、および0は酸素で
、添字のa、b、c、d、eおよびfは原子数を示し、
aを10と固定すると、bは3〜101cは1〜7、d
は0.1〜1.5、eは0.01〜1で、fは酸素以外
の前記各元素の原子価によっておのずと定まる値で、通
常34.6〜54.1の値をとる。 〕で表わされる組成物を使用することを特徴とするメタ
クロレインの製造方法。
[Claims] 1. In a method for producing methacrolein by catalytically reacting isobutylene with molecular oxygen in the presence of a catalyst in a high temperature gas phase, the following general compositional formula is used as a catalyst: [In this formula, Mo is molybdenum] , Co is copper/l/t, Fe is iron, Bi is bismuth, X is one or more elements selected from the group consisting of vanadium, niobium and tellurium, and 0 is oxygen, and the subscripts a, b, c , d, e and f indicate the number of atoms,
If a is fixed as 10, b is 3-101c is 1-7, d
is 0.1 to 1.5, e is 0.01 to 1, and f is a value naturally determined by the valence of each element other than oxygen, and usually takes a value of 34.6 to 54.1. A method for producing methacrolein, which comprises using a composition represented by the following.
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