JP4957627B2 - メタクリル酸製造用触媒の再生方法及びメタクリル酸の製造方法 - Google Patents
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Description
蛍光X線分析装置として、リガク社製の「ZSX Primus II」を用いて測定した。
触媒約1gを真空脱気した後、200℃、0.5時間で脱水し、N2吸着させてBET比表面積を測定した。測定装置として、Mountech社製の「Macsorb Model−1208」を用いた。
(新触媒の調製)
40℃に加熱したイオン交換水224kgに、硝酸セシウム[CsNO3]38.2kg、75重量%オルトリン酸27.4kg、及び70重量%硝酸25.2kgを溶解し、これをA液とした。一方、40℃に加熱したイオン交換水330kgに、モリブデン酸アンモニウム4水和物[(NH4)6Mo7O24・4H2O]297kgを溶解した後、メタバナジン酸アンモニウム[NH4VO3]8.19kgを懸濁させ、これをB液とした。A液とB液を40℃に調整し、攪拌下、B液にA液を滴下した後、密閉容器中120℃で5.8時間攪拌し、次いで、三酸化アンチモン[Sb2O3]10.2kg及び硝酸銅3水和物[Cu(NO3)2・3H2O]10.2kgを、イオン交換水23kgに懸濁させて添加した後、密封容器中、120℃で5時間攪拌した。こうして得られた混合物をスプレードライヤーにて乾燥し、この乾燥粉末100重量部に対して、セラミックファイバー4重量部、硝酸アンモニウム13重量部、及びイオン交換水9.7重量部を加えて混練し、直径5mm、高さ6mmの円柱状に押出成形した。この成形体を、温度90℃、相対湿度30%にて3時間乾燥した後、空気気流中220℃で22時間、空気気流中250℃で1時間の順に熱処理(前焼成)し、その後、窒素気流中で435℃に昇温して、同温度で3時間保持した。更に、窒素気流中で300℃まで冷却した後、窒素を空気に切り替え、空気気流中で390℃に昇温して、同温度で3時間保持した。その後、空気気流中で70℃まで冷却してから、触媒を取り出した。この新触媒は、リン、モリブデン、バナジウム、アンチモン、銅及びセシウムをそれぞれ1.5、12、0.5、0.5、0.3及び1.4の原子比で含むケギン型ヘテロポリ酸の酸性塩からなるものであった。この新触媒のBET比表面積を表1に示す。
(新触媒の活性試験)
上記で得た触媒9gを、内径16mmのガラス製マイクロリアクターに充填し、この中に、メタクロレイン、空気、スチーム及び窒素を混合して調製したメタクロレイン4容量%、分子状酸素12容量%、水蒸気17容量%、窒素67容量%の組成の原料ガスを、空間速度670h-1で供給して、炉温(マイクロリアクターを加熱するための炉の温度)を355℃まで上げた後、該温度で1時間保持し、次いで炉温を280℃に下げた。その後、該温度で反応を1時間継続し、このときの転化率と選択率を求めた。この結果を表1に示す。
(劣化触媒の調製及びその活性試験)
参考例1(a)で得られた新触媒を、長時間メタクロレインの接触気相酸化反応に付し、劣化触媒を得た。この劣化触媒のBET比表面積を表1に示す。また、かかる劣化触媒について参考例1(b)と同様の操作で活性試験を行い、転化率と選択率を求めた。この結果を表1に示す。
(再生触媒の調製)
イオン交換水400gに参考例1(c)で得られた劣化触媒200gを加え攪拌した。参考例1(a)で得られた新触媒に対する劣化触媒の不足成分(飛散成分)の種類及び量を蛍光X線分析により算出し、これを補うために、三酸化モリブデン[MoO3]31.5g、75重量%オルトリン酸2.7gを添加した。次に、硝酸アンモニウム[NH4NO3]69.2gを加え、70℃に昇温して同温度で1時間保持した。その後、25重量%アンモニア水12.5gを添加し、70℃にて1時間保持した後、密閉容器中120℃で5時間攪拌した。このスラリー中の硝酸根に対するアンモニウム根のモル比率は、1.2であった。該スラリーを120℃にて乾燥し、得られた乾燥物に、該乾燥物100重量部に対して硝酸アンモニウム5重量部、イオン交換水7重量部を加えて混練し、直径5mm、高さ6mmの円柱状に押出成形した。この成形体を、温度90℃、相対湿度30%で3時間乾燥した後、空気気流中で220℃にて22時間、250℃にて1時間の順に熱処理し、空気気流中で390℃に昇温して、同温度で3時間保持し、次いで、空気を窒素に切り換え、窒素気流中で435℃に昇温して、同温度で4時間保持した。その後、窒素気流中で70℃まで冷却してから、再生触媒を取り出した。この再生触媒は、リン、モリブデン、バナジウム、アンチモン、銅及びセシウムをそれぞれ1.5、12、0.5、0.5、0.3及び1.4の原子比で含むケギン型ヘテロポリ酸の酸性塩からなるものであった。この再生触媒のBET比表面積を表1に示す。
(再生触媒の活性試験)
実施例1(a)で得られた再生触媒について参考例1(b)と同様の操作で活性試験を行い、転化率と選択率を求めた。この結果を表1に示す。
(再生触媒の調製)
実施例1(a)において、25重量%アンモニア水を12.5gから16.9gに変更して、硝酸根に対するアンモニウム根のモル比率を1.3に調整した以外は、実施例1(a)と同様の操作を行って再生触媒を得た。この再生触媒のBET比表面積を表1に示す。
(再生触媒の活性試験)
実施例2(a)で得られた再生触媒について参考例1(b)と同様の操作で活性試験を行い、転化率と選択率を求めた。この結果を表1に示す。
(再生触媒の調製)
実施例1(a)において、25重量%アンモニア水を12.5gから5.7gに変更して、硝酸根に対するアンモニウム根のモル比率を1.1に調整した以外は、実施例1(a)と同様の操作を行って再生触媒を得た。この再生触媒のBET比表面積を表1に示す。
(再生触媒の活性試験)
実施例3(a)で得られた再生触媒について参考例1(b)と同様の操作で活性試験を行い、転化率と選択率を求めた。この結果を表1に示す。
(再生触媒の調製)
実施例1(a)において、25重量%アンモニア水12.5gにかえて70重量%硝酸78.4gを添加して、硝酸根に対するアンモニウム根のモル比率を0.5に調整した以外は、実施例1(a)と同様の操作を行って再生触媒を得た。この再生触媒のBET比表面積を表1に示す。
(再生触媒の活性試験)
実施例4(a)で得られた再生触媒について参考例1(b)と同様の操作で活性試験を行い、転化率と選択率を求めた。この結果を表1に示す。
(再生触媒の調製)
実施例1(a)において、25重量%アンモニア水を12.5gから22.8gに変更して、硝酸根に対するアンモニウム根のモル比率を1.4に調整した以外は、実施例1(a)と同様の操作を行って再生触媒を得た。この再生触媒のBET比表面積を表1に示す。
(再生触媒の活性試験)
比較例1(a)で得られた再生触媒について参考例1(b)と同様の操作で活性試験を行い、転化率と選択率を求めた。この結果を表1に示す。
(再生触媒の調製)
実施例2(a)において、25重量%アンモニア水を12.5gから41.2gに変更して、硝酸根に対するアンモニウム根のモル比率を1.7に調整した以外は、実施例1(a)と同様の操作を行って再生触媒を得た。この再生触媒のBET比表面積を表1に示す。
(再生触媒の活性試験)
比較例2(a)で得られた再生触媒について参考例1(b)と同様の操作で活性試験を行い、転化率と選択率を求めた。この結果を表1に示す。
Claims (5)
- リン及びモリブデンを含むヘテロポリ酸化合物からなるメタクリル酸製造用触媒の再生方法であって、劣化触媒と、水と、硝酸根と、硝酸根に対するモル比率が1.3以下のアンモニウム根とを含む混合物を100℃以上で熱処理した後、乾燥して乾燥物を得、該乾燥物を焼成することを特徴とするメタクリル酸製造用触媒の再生方法。
- 前記乾燥物を酸化性ガスの雰囲気下に360〜410℃で第一段焼成し、次いで非酸化性ガスの雰囲気下に420〜500℃で第二段焼成する請求項1に記載の再生方法。
- 前記乾燥物を成形した後、40〜100℃で0.5〜10時間、相対湿度10〜60%の雰囲気下にさらし、次いで焼成する請求項1又は2に記載の再生方法。
- ヘテロポリ酸化合物が、バナジウムと、カリウム、ルビジウム、セシウム及びタリウムから選ばれる元素と、銅、ヒ素、アンチモン、ホウ素、銀、ビスマス、鉄、コバルト、ランタン及びセリウムから選ばれる元素とを含む請求項1〜3のいずれかに記載の再生方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の方法によりメタクリル酸製造用触媒を再生し、この再生触媒の存在下に、メタクロレイン、イソブチルアルデヒド、イソブタン及びイソ酪酸から選ばれる化合物を気相接触酸化反応に付す、メタクリル酸の製造方法。
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