JPH0256143B2 - - Google Patents
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- JPH0256143B2 JPH0256143B2 JP58012837A JP1283783A JPH0256143B2 JP H0256143 B2 JPH0256143 B2 JP H0256143B2 JP 58012837 A JP58012837 A JP 58012837A JP 1283783 A JP1283783 A JP 1283783A JP H0256143 B2 JPH0256143 B2 JP H0256143B2
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- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
本発明は、ホウ素含有金属酸化物触媒の製造法
に関する。
有機化合物の酸化、アンモ酸化、酸化脱水素に
よるアルデヒド、酸、ニトリル、ジオレフイン、
アルケニルベンゼンなどの製造が知らている。そ
して、これら反応の触媒として多くの金属酸化物
触媒が提案されている。例えばアンチモンを主体
とする触媒としては、特公昭39−19111号公報記
載のアンチモンと鉄、コバルトまたはニツケルと
の酸化物触媒、特公昭37−14075公報記載のアン
チモンと錫との酸化物触媒、特公昭40−24367号
公報記載のアンチモンとウランとの酸化物触媒な
どが知られている。モリブデンを主体とする触媒
としては、特公昭36−5870号公報記載のモリブデ
ンとビスマス等との酸化物触媒、特公昭39−8214
号公報記載のモリブデンとセリウム、ランタン、
トリウムならびにビスマス、テルル等との酸化物
触媒特公昭41−7774号公報記載のモリブデン、テ
ルルおよび亜鉛を含む酸化物触媒などが知られて
いる。また、バナジウムを主体とする触媒として
は、特公昭35−15689号記載のバナジウムとクロ
ムとの酸化物触媒、特公昭49−34673号記載のバ
ナジウムとチタン等との酸化物触媒などが知られ
ている。
また、さらには、これら触媒の改良も種々試み
られている。
これらの触媒は良好な性能を有するが、目的生
成物の選択率という点では必ずしも満足すべきも
のではなかつた。
本発明は、このような点を改善しようとするも
のである。
本発明は、あらかじめ調製した金属酸化物触媒
前駆体に、ホウ素またはホウ素化合物を気体雰囲
気中で接触せしめ、ホウ素成分を該金属酸化物触
媒前駆体上に沈着せしめることによるホウ素含有
金属酸化物触媒の製造法であり、操作上も簡便、
かつ再現性のよい方法によつて高性能触媒を製造
できる点、その工業的価値は大きい。
以下、本発明について具体的に説明する。
金属酸化物触媒前駆体
本発明に用いる金属酸化物触媒前駆体として
は、少なくとも、アンチモン、モリブデンまたは
バナジウムを含有する酸化物であることが好まし
い。そして、これら酸化物はそのまま、あるいは
シリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、シリカ・
チタニア、チタニア、ジルコニア等の各種担体に
担持して用いても良い。
この金属酸化物触媒前駆体は、例えば、前述の
特許などに示されている公知の任意の方法により
製造することができる。
この触媒前駆体は、300℃ないし1000℃で焼成
され、ある程度以上の機械的強度を持つたものと
される。成分組成によつて、好ましい温度範囲は
変動するが、多くの場合、この温度範囲で、さら
に好まくは、400℃ないし900℃の温度範囲で0.5
時間ないし50時間焼成すればよい。
触媒前駆体としては、上述のように調製したも
のの他に、反応に使用した、また反応に使用して
劣化した、アンチモン、モリブデンおよびバナジ
ウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の元
素を含む触媒前駆体の一種とみなされる。これら
は一般に300℃ないし1000℃の温度で焼成され、
本発明を適用するに十分な機械的強度を有する。
触媒前駆体の代表的組成としては、次のものが
あげられる。
MeaQbRcTdBeOf
上式において
Me=Sb,MoおよびVからなる群から選ばれ
た少なくとも一種の元素
Q=Fe,Co,Ni,Mn,Ce,U,Sn,Ti,Cu
およびZnからなる群から選ばれた少なくとも一
種の元素
R=Li,Na,K,Rb,Cs,Be,Mg,Ca,Sr,
Ba,Y,La,Th,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,
W,Re,Ru,Os,Rh,Ir,Pd,Pt,Ag,
Cd,Al,Ga,In,Tl,Ge,Pb,P,As,
SおよびSeからなる群から選ばれた少なく
とも一種の元素
T=Teおよび、またはBi
Bはホウ素を表わす
添字a,b,c,d,e,およびfは原子比を
示し、それぞれ下記の範囲にある。
a=5〜100
b=5〜15
c=0〜15
d=0〜10
e=0〜10
f=上記各成分が結合して生成する酸化物に対
応する数
ホウ素成分は含有されていなくてよいが、若干
量含有されていてもよい。
担体を用いる場合は、触媒の5ないし90重量%
の範囲とするのがよい。
本発明は、固体床触媒の製造のためにも、また
流動床触媒の製造のためにも適用できる。
固定床触媒製造のための触媒前駆体は、固定床
触媒として成型したものを用いるのが良いし流動
床触媒製造のための触媒前駆体は、流動床触媒と
して成型したものを用いるのがよい。本発明の処
理をした触媒前駆体、すなわち本発明の触媒をさ
らに成型したのち反応に供することも考えられる
が、一般には、そのようなことをする必要はな
い。触媒前駆体を、最終的に反応に供するかたち
に成型して本発明の方法を適用するのが便利であ
り、かつ好ましい。
固定床触媒用としては1mmないし10mm程度の円
柱状、ボール状などに成型した触媒前駆体を用い
るのがよい。
流動床触媒用としては、5ないし300ミクロン
の範囲の粒径に成型した右触媒前駆体を用いるの
が良い。これらは通常、噴霧乾燥法によつて成型
するのが好ましい。
金属酸化物触媒
本発明で製造される触媒は、アンチモン、モリ
ブデンおよびバナジウムからなる群から選ばれた
少なくとも一種の元素およびホウ素を含有する。
組成としては、下記の実験式で示されるようなも
のが好ましい。これら組成物は、そのまま、ある
いはシリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、シリ
カ・チタニア、チタニア、ジルコニア等の各種担
体に担持して用いても良い。
MeaQbRcTdBeOf
上式において
Me=Sb,MoおよびVからなる群から選ばれた
少なくとも一種の元素
Q=Fe,Co,Ni,Mn,Ce,U,Sn,Ti,Cu,
およびZnからなる群から選ばれた少なくとも一
種の元素
R=Li,Na,K,Rb,Cs,Be,Mg,Ca,Sr,
Ba,Y,La,Th,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,
W,Re,Ru,Os,Rh,Ir,Pd,Pt,Ag,
Cd,Al,Ga,In,Tl,Ge,Pb,P,As,
SおよびSeからなる群から選ばれた少なく
とも一種の元素
T=Teおよび、またはBi
Bはホウ素を表わす
添字a,b,c,d,eおよびfは原子比を示
し、それぞれ下記の範囲にある。
a=5〜100
b=5〜15
c=0〜15
d=0〜10
e=0.05〜10
f=上記各成分が結合して生成する酸化物に対
応する数
担体を用いる場合は、触媒の5ないし90%の範
囲とするのがよい。
この触媒は、有機化合物の酸化、アンモ酸化、
酸化脱水素などに広く用いることができる。
具体的に述べれば、メタノールの酸化によるホ
ルムアルデヒドの製造、メタノールのアンモ酸化
によるシアン化水素の製造、プロピレンの酸化に
よるアクロレイン、アクリル酸の製造、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、
イソブテンおよびターシヤリーブタノールの酸化
によるメタクロレイン、メタクリル酸の製造、イ
ソブテンおよびターシヤリーブタノールのアンモ
酸化によるメタクリロニトリルの製造、n−ブテ
ン類の酸化による無水マレイン酸の製造、n−ブ
テン類の酸化脱水素によるブタジエンの製造、ト
ルエンの酸化によるベンズアルデヒドの製造、ト
ルエンのアンモ酸化によるベンゾニトリルの製
造、キシレンのアンモ酸化によるフタロニトリ
ル、イソフタロニトリル、テレフタロニトリル等
の製造、アルキルピリジン類のアンモ酸化による
シアノピリジン類の製造などである。
ホウ素の添加が、これら触媒の性能向上に有効
なことは、一部の例について知られているがいず
れも触媒の調合時にホウ素原料と他の触媒原料を
混合し、成型、焼成する方法がとられている。し
かし、水に対する溶解度が大きく、使用し易い化
合物が比較的少ないため、触媒の製造も難しく、
再現性が得られにくいなどの問題があつた。
本発明の方法によれば、簡便な方法で再現性よ
く、高性能のホウ素含有触媒を製造できる。然も
本発明の方法によつて得られたホウ素含有触媒は
従来の方法、すなわち触媒の調合時にホウ素原料
の全量と他の触媒原料成分とを混合し、成型、焼
成する方法によつてえられた同一組成のホウ素含
有触媒よりも目的生成物のより高い収率を与える
という利点を有する。
ホウ素およびホウ素化合物
ホウ素としては、元素状ホウ素を使用し易い形
状として用いられる。
ホウ素化合物とては多くのものが使用できる。
すなわち、一酸化ホウ素、三酸化ホウ素などの
酸化ホウ素類、ホウ酸、ホウ酸アンモニウムなど
のホウ酸塩類、リン酸ホウ素、各種アルコール類
およびフエノール類とホウ酸から調製されるホウ
酸エステル類、カルボン酸塩と無水ホウ酸とから
調製されるアシロキシボラン類、三塩化ホウ素、
三ヨウ化ホウ素などのハロゲン化ホウ素類、水素
化ホウ素類、トリハイドロカルボキシルボラン類
その他の有機ホウ素化合物などを挙げることがで
きる。
蒸気圧の大きい化合物の場合は、気体に同伴さ
せるなどして系外から送入する。常温またはそれ
以上とくに100℃以下とくに好ましくは300℃以下
で固体である場合には、固体のまゝ適度な粒度と
して用いれば良い。
固体状のホウ素またはホウ素化合物を用い、流
動床媒の製造に適用する場合は、ホウ素またはホ
ウ素化合物も流動化状態で用いるのが好ましい。
従つて、その粒径が小さすぎると操作中に系外へ
逃散し、また粒径が大きすぎると触媒前駆体との
混合が悪いため、ホウ素成分の沈着が不均質とな
つて効果が十分に発揮されない。固体ホウ素成分
の粒径は、0.1ないし1000ミクロンの範囲とする
のが好ましい。
これらホウ素成分を固体状で用いる場合は、上
述のように、ホウ素またはホウ素化合物をそのま
ま用いても良いが、これらを担体に担持または、
触媒に富化担持して用いても良い。また、ホウ素
成分のほかに、リン、テルル、モリブデンなどの
成分を同時に用いることもできる。
触媒製造法
本発明による触媒の製造法は、金属酸化物触媒
前駆体と、ホウ素またはホウ素化合物とを気体雰
囲気中上昇温度下に接触せしめるものである。
本発明の方法は、固定床触媒、移動床触媒に対
しても適用できるが、とくに流動床触媒を対象と
し、その運動下に行なう場合に効果が大きい。す
なわち、好ましい方法としては、種々のタイプの
回転焼成炉や流動焼成炉を挙げることができる。
そしてとくに流動焼成炉の使用が好ましい。流動
化状態においては、ホウ素成分と金属酸化物触媒
前駆体との接触が、片寄りなく行なわれることも
良好な結果のえられる一つの理由と考えられる。
本発明の効果は、ホウ素成分の触媒前駆体への
移行およびその沈着によつて発現される。供給す
るホウ素量が少なすぎると効果はほとんどない
し、多すぎると反応速度の低下、目的生成物収率
の低下などをきたす。触媒前駆体に対するホウ素
の添加量は、種々の条件によつて変動するが完全
触媒中のホウ素含量として、後述の触媒組成範囲
とすることが好ましい。
添加すべきホウ素成分を、一時に加えず、少し
ずつ連続的に、または断続的に加える方法も推奨
される。
ホウ素成分を固体で用いるときは、処理前に触
媒前駆体と乾式混合しておいてもよいし、処理操
作中に添加混合しても良い。流動床触媒の製造を
対象とするときは、処理操作中のホウ素成分添加
は実施し易い。
気体雰囲気としては、多くの例を挙げることが
できる。空気、酸素、窒素、ヘリウム、アルゴ
ン、炭酸ガス、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化
窒素、水蒸気などの酸化性または非還元性ガス、
または水素、アンモニア、一酸化炭素およびメタ
ノール、炭化水素その他の有機化合物などから選
ばれた少なくとも一種の還元性ガスと酸素とを含
むガスなどを用いることができる。
還元性ガスのみを用いるときは、処理条件すな
わち還元性ガスの選定、温度、時間などの設定が
非常に難しくなるので、特別な場合を除き避けた
方がよい。
好ましい処理温度および時間はホウ素成分の状
態によつて変動する。ホウ素成分の蒸気圧が大き
い場合またはホウ素成分が蒸気圧が大きいものに
容易に変換する場合には、比較的低温で時間も短
かくて良いし、ホウ素成分の蒸気圧が小さい場合
は、温度も高目とし、時間も長くするのが良い。
通常は、約300ないし850℃の温度で0.5ないし50
時間処理すればよい。温度が300℃以下では効果
が小さいし、850℃以上では触媒の活性が低下す
る。
金属酸化物触媒前駆体が、有機化合物の酸化、
アンモ酸化、または酸化脱水素に使用して目的生
成物の選択率が低下した劣化触媒である場合に
は、その反応ガス自体が、本発明の気体雰囲気に
該当し、かつ反応温度は一般に300℃ないし500℃
なのので、反応実施中にホウ素成分を添加するこ
とにより本発明の方法を適用することができる。
この場合はとくに、触媒の運動状態下に本発明の
方法を適用するのが好ましい。従つて、一般に流
動床反応の場合に適用される。この方法は、見方
によれば一種の触媒再生である。多くの場合触媒
の再生は、触媒を反応器から抜出して行なうが、
本発明を適用する場合はその必要はなく反応を実
施しながら、すなわち、目的生成物の生産を続け
ながら行なうことができるので、経済的にも有利
である。
このようにして、ホウ素成分を触媒表面に沈着
させることにより目的生成物の選択率を向上させ
ることができるが、この処理のあと、さらに非還
元性雰囲気中、約400℃ないし約900℃の温度で焼
成することによつて目的生成物の選択率向上、活
性の時続性の向上などが果せる場合がある。
沈着したホウ素成分は、金属酸化物触媒前駆体
と反応し、好ましい活性点の発現・安定化がはか
られるものと思われる。
実施例
以下本発明の効果を実施例および比較例によつ
て示した。
なお、本明細書中の目的生成物の収率および選
択率は、次の定義による。
収率〔%〕
=
生成し目的生成物中の炭素重量〔g〕/供給した原料有
機化合物中の炭素重量〔g〕
×100
選択率〔%〕
=生成し目的生成物中の炭素重量〔g〕/反応した原
料有機化合物中の炭素重量〔g〕
×100
活性試験条件は次の通りである。
(1) プロピレンのアンモ酸化
触媒流動部の内径が2.5cm高さ40cmの流動床
反応器に触媒を充填し、次の組成のガスを送入
した。
反応圧力は、常圧である。
O2(空気として供給)/プロピレン
=2・2(モル/モル)
NH3/プロピレン =1・1(モル/モル)
(2) イソブテンのアンモ酸化
前項プロピレンのアンモ酸化反応と同じ反応
器を用い、次の組成のガスを送入した。
反応圧力は常圧である。
O2(空気として供給)/イソブテン
=2・5(モル/モル)
NH3/イソブテン =1・2(モル/モル)
H2O/イソブテン =1・0(モル/モル)
(3) トルエンのアンモ酸化
前項と同じ反応器を用い、次の組成ののガス
を送入した。
反応圧力は常圧である。
O2(空気として供給)/トルエン
=2・5(モル/モル)
NH3/トルエン =1・5(モル/モル)
H2O/トルエン =2・5(モル/モル)
(4) ブテンの酸化脱水素
前項と同じ反応器を用い、次の組成のガスを
送入した。
反応圧力は常圧である。
酸素(空気として供給)/ブテン−1
=3・0(モル/モル)
実施例 1
実験式が、Sb25Fe10V0.1P0.5B1.0O6.0(SiO2)30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559gをとる。 ()
電解鉄粉85.6gをとる。硝酸(比重1.38)0.66
と水0.83を混合し加温する。この中へ電解電
粉を少しずつ加え溶解させる。 ()
シリカゾル(SiO220重量%)を1381gとる。
()
メタバナジン酸アンモニウム1.79gをとり、純
水0.2に溶解する。 ()
リン酸(含量85重量%)8.84gをとる。()
()をよく撹拌しながら、(),(),
(),()の順に加える。
15%アンモニア水を少しづつ加えPH2とする。
このようにして得られたスラリーをよく撹拌しな
がら100℃5時間加熱した。
ついでこのスラリーを、回転円盤式の噴霧乾燥
装置を用い、常温により噴霧乾燥した。
このようにして得られた微細な球状粒子を200
℃4時間500℃4時間焼成した。
これを小型の回転焼成炉に仕込み850℃1時間
焼成したのちオルトホウ酸9.48gを加え同じ条件
でさらに3時間焼成した。
このようにして調製した触媒を、活性試験条件
(1)に従い反応に使用した。
実施例 2
実験式がSb25Fe10Co5W0.5B0.5O72.25(SiO2)30で
ある触媒を実施例1と同様の方法で調製した。
すなわち、Sb25Fe10Co5W0.5O71.5(SiO2)30であ
る触媒前駆体(500℃4時間焼成品)998gを流動
焼成炉に仕込み850℃1時間焼成、うち一部を抜
き出し、これとオルトホウ酸4.45gと乾式混合
し、流動焼成炉へ再度充填し、さらに850℃3時
間焼成した。
このようにして調製した触媒を、活性試験条件
(1)に従い反応に使用した。
実施例 3
実験式がSb25Sn10B1.2O71.8(SiO2)30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メツシユ以下)423g
と金属スズ粉末(100メツシユ以下)165gとを、
加熱した硝酸(比重1・38)1840mlの中へすこし
ずつ加える。褐色ガス発生がとまつたのち、室温
に16時間放置する。のち過剰の硝酸を除去し、沈
澱を100mlの水で3回洗浄する。
これを、シリカゾル(SiO220重量%)1253g
とよく混合し、常法により噴霧乾燥する。
200℃2時間ついで400℃2時間焼成したのち、
880℃4時間焼成した。
これにオルトホウ酸10.3gを加え、小型の回転
焼成炉に仕込み、窒素71.1%、酸素18.9%、アン
モニア10%からなるガスの流通下に、500℃5時
間、、ついで450℃1時間焼成した。
このようにして調製した触媒を、活性試験条件
(1)に従い反応に使用した。
実施例 4
実験式が、Sb30U10B1.5O88.92(SiO2)60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メツシユ以下)328g
を加熱した硝酸(比重1・38)1210mlの中へ少ず
つ加える。アンチモンを全部加え、褐色ガスの発
生がとまつたのち、室温に16時間放置する。のち
過剰の硝酸を除去し沈澱を800mlの水で3回洗浄
する。 ()
硝酸ウラニルUO2(NO3)2・6H2O451gを純水
300mlに溶解させる。 ()
シリカゾル(SiO220重量%)1620gをとる。
()
(),()および()を、よく混合し常法
により噴霧乾燥する。
これを200℃2時間、ついで400℃2時間焼成し
たのち、900℃2時間焼成した。
これにホウ酸アンモニウム7.33gを加え、小型
の回転焼成炉に仕込み、窒素中500℃4時間焼成
した。このようにして調製した触媒を、活性試験
条件(1)に従い反応に使用した。
実施例 5
実験式が、Mo12Bi6Sb10Ni6P1.0K1.5B0.5O74.5
(SiO2)70である触媒を次のようにして調製した。
シリカゾル(SiO220重量%)2219gをとり、
これにリン酸(含量85重量%)12.2gを加えた。
()
パラモリブデン酸アンモニウム224gを純水550
mlに溶解し()に加えた。 ()
硝酸ニツケル184g、硝酸カリウム16.0gを
()に加えた。 ()
硝酸ビスマス307gを、硝酸(30重量%)330g
に溶解し、()に加えた。 ()
三酸化アンチモン154gをとり、()に加え、
よく撹拌した。
このスラリーを、常法により噴霧乾燥し、200
℃2時間、400℃2時間ついで600℃3時間焼成し
た。ひきつゞき、オルトホウ酸3.26gを加え、
500℃1時間焼成した。
このようにして調製した触媒を、活性試験条件
(2)に従い反応に使用した。
実施例 6
実験式が、V12P1.0B1.0O34.0(SiO2)50である触媒
を次のようにして調製した。
シリカゾル(SiO220重量%)3575gをとり、
これに85%リン酸27.4gを加えよく撹拌する。
()
メタパナジン酸アンモニウム334gを純水33
に加える。 ()
()をよく撹拌しつゝ()を加え、撹拌下
に50℃に加温し1時間保持する。
このスラリーを常法により噴霧乾燥した。これ
を150℃16時間、ついで500℃2時間焼成する。
このようにして調製した触媒前駆体992gに対
し、酸化ホウ素8.28gを加え、400℃、2時間、
空気中で流動化させつゝ処理したのち、活性試験
条件(3)に従い反応に使用した。
実施例 7−1
実験式が、Sb25Fe10Cu3Mo0.5W0.3Te1.0O72.0
(SiO2)60である流動床触媒を、プロピレンのアン
モ酸化反応に長期間使用したところ活性が低下し
た。
この触媒に対し、酸化ホウ素を加え、活性試験
条件(1)により反応に使用した。
ホウ素成分の添加により、触媒の実験式は下記
の組成となつた。
Sb25Fe10Cu3Mo0.5W0.3Te1.0B0.5O73.15(SiO2)60
実施例 7−2
実施例7−1に用いたと同じ劣化媒に対し、ホ
ウ素を加え、活性試験条件(1)により反応に使用し
た。
ホウ素成分の添加により、触媒の実験式は、下
記の組成となつた。
Sb25Fe10Cu3Mo0.5W0.3Te1.0B0.5O73.15(SiO2)60
実施例 8
実験式が、Sb25Fe10Cu3Mo0.5W0.3Te1.0B0.5
O73.15(SiO2)60である流動床触媒を、次のように
して調製した。
ホウ素以下の成分を含む触媒前駆体を、実施例
1と同様の方法により、噴霧乾燥法により調製し
た。
Cu成分原料としては、硝酸銅、Mo成分原料と
してはパラモリブデン酸アンモニウム、W成分原
料としてはパラタングステン酸アンモニウムFe
成分原料としてはテルル酸を用いた。
噴霧乾燥後、200℃4時間、400℃4時間焼成し
最後に780℃5時間流動焼成した。
このようにして調製した触媒前駆体998gに、
ホウ素5.4gを加え、アンモニアと空気の混合ガ
ス(アンモニア10%)を通じながら500℃で3時
間処理した。
このようにして調製された触媒は、標記の組成
をもつホウ素含有流動床触媒である。
この触媒を用い、活性試験条件(1)に従い反応を
行なつた。
実施例 9
実験式が、Sb20Fe10Cu3Mo0.5Te0.5B3.0O65.0
(SiO2)60である流動床触媒を、次のようにして調
製した。
ホウ素以外の成分を含む触媒前駆体を、実施例
1と同様の方法により、噴霧乾燥法により調製し
た。
Co成分原料としては硝酸コバルト、Mo成分原
料としてはパラモリブデン酸アンモニウム、Te
成分原料としてはテルル酸を用いた。
噴霧乾燥後、200℃4時間、400℃4時間焼成
し、最後に810℃5時間焼成した。
このようにして調製した触媒前駆体987gにホ
ウ酸アンモニウム20.5gを加え、空気中で流動化
させ750℃3時間処理した。
こうして調製された触媒は、標記の組成をもつ
ホウ素含有流動床触媒である。
この触媒を用い、活性試験条件(4)に従い反応を
行なつた。
比較例 1
実験式が、Sb25Fe10V0.1P0.5B1.0O68.0(SiO2)30で
ある触媒(実施例1の触媒と同一組成)を、実施
例1と同様の方法で、たゞし、ホウ素成分とし
て、オルトホウ酸の所定量を噴霧乾燥前のスラリ
ーに溶解させて調製した。
最終焼成は、850℃4時間とした。
この触媒を用い、活性試験条件(1)により反応を
行なつた。
比較例 2
実験式が、Sb25Sn10B1.2O71.8(SiO2)30である触
媒(実施例3の触媒と同一組成)を、実施例3と
同様の方法で、ただし、ホウ素成分としてオルト
ホウ酸の所定量を、噴霧乾燥前のスラリーに混合
して調製した。
最終焼成は880℃4時間とした。
この触媒を用いた活性試験条件(1)により反応を
行なつた。
比較例 3
実験式が、V12P1.0B1.0O34.0(SiO2)50である流動
床触媒(実施例6の触媒と同一組成)を、実施例
6と同様の方法で、ただし、ホウ素成分として酸
化ホウ素粉末の所定量を、噴霧乾燥前のスラリー
に混合して調製した。
最終焼成は500℃2時間とした。
この触媒を用い、活性試験条件(3)に従い反応を
行なつた。
比較例 4
実験式が、Sb25Fe10V0.5P0.5O66.5(SiO2)30であ
る触媒(実施例1の触媒前駆体に同じ)を実施例
1と同様の方法で調製した。
最終焼成は850℃4時間とした。
この触媒を用い活性試験条件(1)により反応を行
なつた。
以上の実施例および比較例およびその活性試験
結果を次の表にまとめた。
The present invention relates to a method for producing a boron-containing metal oxide catalyst. Oxidation of organic compounds, ammoxidation, aldehydes, acids, nitriles, diolefins, by oxidative dehydrogenation,
It is known to produce alkenylbenzenes, etc. Many metal oxide catalysts have been proposed as catalysts for these reactions. For example, examples of catalysts mainly containing antimony include the oxide catalyst of antimony and iron, cobalt or nickel described in Japanese Patent Publication No. 39-19111, the oxide catalyst of antimony and tin described in Japanese Patent Publication No. 37-14075, and the An oxide catalyst of antimony and uranium described in Publication No. 40-24367 is known. Catalysts mainly containing molybdenum include oxide catalysts of molybdenum and bismuth etc. described in Japanese Patent Publication No. 36-5870, Japanese Patent Publication No. 39-8214
Molybdenum, cerium, and lanthanum described in the publication,
Oxide catalysts containing thorium, bismuth, tellurium, etc. Oxide catalysts containing molybdenum, tellurium, and zinc described in Japanese Patent Publication No. 7774/1984 are known. In addition, as catalysts mainly containing vanadium, there are known oxide catalysts of vanadium and chromium described in Japanese Patent Publication No. 35-15689, and oxide catalysts of vanadium and titanium etc. described in Japanese Patent Publication No. 49-34673. There is. Furthermore, various attempts have been made to improve these catalysts. Although these catalysts have good performance, they are not always satisfactory in terms of selectivity for the desired product. The present invention aims to improve these points. The present invention provides a method for preparing a boron-containing metal oxide catalyst by contacting a previously prepared metal oxide catalyst precursor with boron or a boron compound in a gas atmosphere and depositing a boron component on the metal oxide catalyst precursor. It is a manufacturing method that is easy to operate.
Moreover, it has great industrial value in that it can produce high-performance catalysts by a method with good reproducibility. The present invention will be explained in detail below. Metal oxide catalyst precursor The metal oxide catalyst precursor used in the present invention is preferably an oxide containing at least antimony, molybdenum, or vanadium. These oxides can be used as they are, silica, alumina, silica/alumina, silica, etc.
It may be supported on various carriers such as titania, titania, and zirconia. This metal oxide catalyst precursor can be produced, for example, by any known method as shown in the above-mentioned patents. This catalyst precursor is calcined at 300°C to 1000°C and is said to have a certain level of mechanical strength. The preferred temperature range varies depending on the component composition, but in many cases it is 0.5 in this temperature range, more preferably in the temperature range of 400°C to 900°C.
You can bake it for up to 50 hours. In addition to the catalyst precursors prepared as described above, catalyst precursors containing at least one element selected from the group consisting of antimony, molybdenum, and vanadium that have been used in the reaction or have been degraded after being used in the reaction can be used as catalyst precursors. It is considered a type of body. These are generally fired at temperatures between 300℃ and 1000℃,
It has sufficient mechanical strength to apply the present invention. Typical compositions of the catalyst precursor include the following. MeaQbRcTdBeOf In the above formula, Me = at least one element selected from the group consisting of Sb, Mo and V Q = Fe, Co, Ni, Mn, Ce, U, Sn, Ti, Cu
and at least one element R selected from the group consisting of Zn = Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr,
Ba, Y, La, Th, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr,
W, Re, Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt, Ag,
Cd, Al, Ga, In, Tl, Ge, Pb, P, As,
At least one element selected from the group consisting of S and Se T = Te and/or Bi B represents boron Subscripts a, b, c, d, e, and f indicate atomic ratios, each within the following range be. a = 5-100 b = 5-15 c = 0-15 d = 0-10 e = 0-10 f = number corresponding to the oxide formed by the combination of the above components No boron component is included However, it may be contained in some amount. If a carrier is used, 5 to 90% by weight of the catalyst
It is recommended that the range be within the range of . The invention is applicable both for the production of solid bed catalysts and also for the production of fluidized bed catalysts. It is preferable to use a catalyst precursor molded as a fixed bed catalyst for manufacturing a fixed bed catalyst, and it is preferable to use a catalyst precursor molded as a fluidized bed catalyst for manufacturing a fluidized bed catalyst. Although it is conceivable that the treated catalyst precursor of the present invention, ie, the catalyst of the present invention, is further shaped and then subjected to the reaction, it is generally not necessary to do so. It is convenient and preferable to apply the method of the present invention by shaping the catalyst precursor into a form that will ultimately be subjected to the reaction. For fixed bed catalysts, it is preferable to use catalyst precursors shaped into cylinders, balls, etc. with a diameter of about 1 mm to 10 mm. For fluidized bed catalyst applications, catalyst precursors shaped to particle sizes ranging from 5 to 300 microns may be used. It is usually preferable to mold these by a spray drying method. Metal Oxide Catalyst The catalyst produced in the present invention contains at least one element selected from the group consisting of antimony, molybdenum, and vanadium and boron.
The composition is preferably as shown by the following empirical formula. These compositions may be used as they are or supported on various carriers such as silica, alumina, silica/alumina, silica/titania, titania, and zirconia. MeaQbRcTdBeOf In the above formula, Me = at least one element selected from the group consisting of Sb, Mo and V Q = Fe, Co, Ni, Mn, Ce, U, Sn, Ti, Cu,
and at least one element R selected from the group consisting of Zn = Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr,
Ba, Y, La, Th, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr,
W, Re, Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt, Ag,
Cd, Al, Ga, In, Tl, Ge, Pb, P, As,
At least one element selected from the group consisting of S and Se T = Te and or Bi B represents boron Subscripts a, b, c, d, e and f indicate atomic ratios, each within the following range . a = 5-100 b = 5-15 c = 0-15 d = 0-10 e = 0.05-10 f = number corresponding to the oxide formed by the combination of the above components When using a carrier, the catalyst It is preferable to set it in the range of 5 to 90%. This catalyst can be used for oxidation of organic compounds, ammoxidation,
It can be widely used for oxidative dehydrogenation, etc. Specifically, production of formaldehyde by oxidation of methanol, production of hydrogen cyanide by ammoxidation of methanol, production of acrolein and acrylic acid by oxidation of propylene, production of acrylonitrile by ammoxidation of propylene,
Production of methacrolein and methacrylic acid by oxidation of isobutene and tertiary-butanol, production of methacrylonitrile by ammoxidation of isobutene and tertiary-butanol, production of maleic anhydride by oxidation of n-butenes, oxidation of n-butenes Production of butadiene by dehydrogenation, production of benzaldehyde by oxidation of toluene, production of benzonitrile by ammoxidation of toluene, production of phthalonitrile, isophthalonitrile, terephthalonitrile, etc. by ammoxidation of xylene, ammoxidation of alkylpyridines. and the production of cyanopyridines. It is known that the addition of boron is effective in improving the performance of these catalysts in some cases, but in all cases, the method of mixing the boron raw material and other catalyst raw materials when preparing the catalyst, molding, and firing is known. It is being However, it is difficult to manufacture catalysts because there are relatively few compounds that have high solubility in water and are easy to use.
There were problems such as difficulty in achieving reproducibility. According to the method of the present invention, a high-performance boron-containing catalyst can be produced with good reproducibility using a simple method. However, the boron-containing catalyst obtained by the method of the present invention can be obtained by a conventional method, that is, a method in which the entire amount of the boron raw material and other catalyst raw material components are mixed, molded, and calcined at the time of preparing the catalyst. It has the advantage of giving a higher yield of the desired product than a boron-containing catalyst of the same composition. Boron and Boron Compounds Elemental boron is used as boron in an easily usable form. Many boron compounds can be used. In other words, boron oxides such as boron monoxide and boron trioxide, boric acid, borates such as ammonium borate, boron phosphate, various alcohols, boric acid esters prepared from phenols and boric acid, and carboxylic acid. Acyloxyboranes prepared from acid salts and boric anhydride, boron trichloride,
Examples include boron halides such as boron triiodide, boron hydrides, trihydrocarboxylboranes, and other organic boron compounds. In the case of a compound with a high vapor pressure, it is introduced from outside the system by entraining it with a gas. If it is solid at room temperature or above, particularly below 100°C, particularly preferably below 300°C, it may be used as a solid with an appropriate particle size. When solid boron or a boron compound is used and applied to the production of a fluidized bed medium, it is preferred that the boron or boron compound is also used in a fluidized state.
Therefore, if the particle size is too small, it will escape from the system during operation, and if the particle size is too large, it will not mix well with the catalyst precursor, and the boron component will be deposited non-uniformly, resulting in insufficient effectiveness. Not demonstrated. Preferably, the particle size of the solid boron component ranges from 0.1 to 1000 microns. When these boron components are used in solid form, boron or boron compounds may be used as they are, as described above, but they may be supported on a carrier or
It may also be used as an enriched support on a catalyst. In addition to the boron component, components such as phosphorus, tellurium, and molybdenum can also be used simultaneously. Catalyst Production Method The catalyst production method according to the present invention involves bringing a metal oxide catalyst precursor into contact with boron or a boron compound in a gaseous atmosphere at an elevated temperature. Although the method of the present invention can be applied to fixed bed catalysts and moving bed catalysts, it is particularly effective when applied to fluidized bed catalysts and carried out under the motion of the fluidized bed catalyst. That is, preferred methods include various types of rotary kilns and fluidized kilns.
In particular, it is preferable to use a fluidized calcination furnace. One of the reasons for the good results is thought to be that the boron component and the metal oxide catalyst precursor are brought into contact evenly in the fluidized state. The effects of the present invention are manifested by the transfer of the boron component to the catalyst precursor and its deposition. If the amount of boron supplied is too small, there will be little effect, and if it is too large, the reaction rate will be lowered and the yield of the desired product will be lowered. The amount of boron added to the catalyst precursor varies depending on various conditions, but the boron content in the complete catalyst is preferably within the catalyst composition range described below. It is also recommended that the boron component to be added be added little by little continuously or intermittently, rather than all at once. When the boron component is used in solid form, it may be dry mixed with the catalyst precursor before treatment, or may be added and mixed during the treatment operation. When intended for the production of fluidized bed catalysts, addition of boron components during processing operations is easy to implement. Many examples can be given of the gas atmosphere. Oxidizing or non-reducing gases such as air, oxygen, nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, nitrous oxide, nitric oxide, nitrogen dioxide, water vapor,
Alternatively, a gas containing oxygen and at least one reducing gas selected from hydrogen, ammonia, carbon monoxide, methanol, hydrocarbons, and other organic compounds can be used. When using only a reducing gas, it becomes very difficult to set the processing conditions, ie, the selection of the reducing gas, the temperature, the time, etc., so it is better to avoid this except in special cases. Preferred treatment temperatures and times vary depending on the state of the boron component. If the vapor pressure of the boron component is high or if the boron component is easily converted into something with a high vapor pressure, a relatively low temperature and short time may be required; if the vapor pressure of the boron component is low, the temperature may be It is better to set the temperature higher and take a longer time.
Usually 0.5 to 50 at a temperature of about 300 to 850℃
All you have to do is process the time. If the temperature is below 300°C, the effect will be small, and if the temperature is above 850°C, the activity of the catalyst will decrease. The metal oxide catalyst precursor oxidizes organic compounds,
When a degraded catalyst is used for ammoxidation or oxidative dehydrogenation and the selectivity of the target product has decreased, the reaction gas itself falls under the gas atmosphere of the present invention, and the reaction temperature is generally 300°C. or 500℃
Therefore, the method of the present invention can be applied by adding a boron component during the reaction.
In this case, it is particularly preferable to apply the method of the invention under conditions of catalyst motion. Therefore, it is generally applied in the case of fluidized bed reactions. This method can be viewed as a type of catalyst regeneration. In most cases, catalyst regeneration is carried out by extracting the catalyst from the reactor.
When the present invention is applied, this is not necessary and the reaction can be carried out while the reaction is being carried out, that is, while the production of the desired product is being continued, which is economically advantageous. In this way, the selectivity of the target product can be improved by depositing the boron component on the catalyst surface, but after this treatment, the boron component is further heated at a temperature of about 400°C to about 900°C in a non-reducing atmosphere. By calcination, it may be possible to improve the selectivity of the target product and the duration of the activity. It is thought that the deposited boron component reacts with the metal oxide catalyst precursor to develop and stabilize preferred active sites. EXAMPLES The effects of the present invention will be shown below through Examples and Comparative Examples. Note that the yield and selectivity of the target product in this specification are based on the following definitions. Yield [%] =
Weight of carbon in the desired product produced [g] / Weight of carbon in the supplied raw material organic compound [g] × 100 Selectivity [%] = Weight of carbon in the desired product produced [g] / Reacted raw material organic Weight of carbon in compound [g] ×100 Activity test conditions are as follows. (1) Ammoxidation of propylene A fluidized bed reactor with a catalyst fluidization section having an inner diameter of 2.5 cm and a height of 40 cm was filled with a catalyst, and a gas having the following composition was introduced. The reaction pressure is normal pressure. O 2 (supplied as air)/propylene
= 2・2 (mol/mol) NH 3 /propylene = 1・1 (mol/mol) (2) Ammoxidation of isobutene Using the same reactor as in the ammoxidation reaction of propylene in the previous section, feed a gas with the following composition. did. The reaction pressure is normal pressure. O 2 (supplied as air)/isobutene
= 2.5 (mol/mol) NH 3 /isobutene = 1.2 (mol/mol) H 2 O / isobutene = 1.0 (mol/mol) (3) Ammoxidation of toluene Use the same reactor as in the previous section. , a gas of the following composition was injected. The reaction pressure is normal pressure. O 2 (supplied as air)/toluene
= 2.5 (mol/mol) NH 3 /toluene = 1.5 (mol/mol) H 2 O / toluene = 2.5 (mol/mol) (4) Oxidative dehydrogenation of butene Use the same reactor as in the previous section. A gas with the following composition was introduced. The reaction pressure is normal pressure. Oxygen (supplied as air)/Butene-1
=3.0 (mol/mol) Example 1 A catalyst having the empirical formula Sb 25 Fe 10 V 0.1 P 0.5 B 1.0 O 6.0 (SiO 2 ) 30 was prepared as follows. Take 559 g of antimony trioxide powder. () Take 85.6g of electrolytic iron powder. Nitric acid (specific gravity 1.38) 0.66
Mix and heat 0.83 of water. Add electrolytic powder little by little to this and dissolve. () Take 1381 g of silica sol (SiO 2 20% by weight).
() Take 1.79 g of ammonium metavanadate and dissolve it in 0.2 g of pure water. () Take 8.84 g of phosphoric acid (content 85% by weight). () While stirring () well, (), (),
Add (), () in that order. Add 15% ammonia water little by little to adjust the pH to 2.
The slurry thus obtained was heated at 100° C. for 5 hours while stirring well. This slurry was then spray-dried at room temperature using a rotating disk type spray dryer. The fine spherical particles obtained in this way were
It was baked at 500°C for 4 hours. This was placed in a small rotary kiln and fired at 850°C for 1 hour, after which 9.48 g of orthoboric acid was added and fired for an additional 3 hours under the same conditions. The catalyst thus prepared was tested under activity test conditions.
It was used in the reaction according to (1). Example 2 A catalyst having the empirical formula Sb 25 Fe 10 Co 5 W 0.5 B 0.5 O 72.25 (SiO 2 ) 30 was prepared in the same manner as in Example 1. That is, 998 g of a catalyst precursor (calcined at 500°C for 4 hours) of Sb 25 Fe 10 Co 5 W 0.5 O 71.5 (SiO 2 ) 30 was placed in a fluidized fluidized furnace and fired at 850°C for 1 hour. was dry mixed with 4.45 g of orthoboric acid, charged again into the fluidized fluidized firing furnace, and further fired at 850°C for 3 hours. The catalyst thus prepared was tested under activity test conditions.
It was used in the reaction according to (1). Example 3 A catalyst having the empirical formula Sb 25 Sn 10 B 1.2 O 71.8 (SiO 2 ) 30 was prepared as follows. Metallic antimony powder (less than 100 mesh) 423g
and 165g of metal tin powder (less than 100 mesh),
Add little by little to 1840ml of heated nitric acid (specific gravity 1.38). After the generation of brown gas has stopped, leave it at room temperature for 16 hours. Afterwards, excess nitric acid is removed and the precipitate is washed three times with 100 ml of water. Add this to 1253g of silica sol (SiO 2 20% by weight)
Mix well and spray dry using conventional methods. After baking at 200℃ for 2 hours and then at 400℃ for 2 hours,
It was baked at 880°C for 4 hours. 10.3 g of orthoboric acid was added thereto, and the mixture was placed in a small rotary kiln and fired at 500°C for 5 hours, then at 450°C for 1 hour under flowing gas consisting of 71.1% nitrogen, 18.9% oxygen, and 10% ammonia. The catalyst thus prepared was tested under activity test conditions.
It was used in the reaction according to (1). Example 4 A catalyst having the empirical formula Sb 30 U 10 B 1.5 O 88.92 (SiO 2 ) 60 was prepared as follows. Metallic antimony powder (less than 100 mesh) 328g
Add little by little to 1210ml of heated nitric acid (specific gravity 1.38). After all the antimony has been added and the evolution of brown gas has stopped, leave it at room temperature for 16 hours. Afterwards, excess nitric acid is removed and the precipitate is washed three times with 800 ml of water. () Uranyl nitrate UO 2 (NO 3 ) 2・6H 2 O451g in pure water
Dissolve in 300ml. () Take 1620 g of silica sol (SiO 2 20% by weight).
() (), (), and () are mixed well and spray-dried using a conventional method. This was fired at 200°C for 2 hours, then at 400°C for 2 hours, and then at 900°C for 2 hours. 7.33 g of ammonium borate was added to this, charged into a small rotary kiln, and fired at 500°C for 4 hours in nitrogen. The catalyst thus prepared was used in the reaction according to activity test conditions (1). Example 5 The empirical formula is Mo 12 Bi 6 Sb 10 Ni 6 P 1.0 K 1.5 B 0.5 O 74.5
A catalyst (SiO 2 ) 70 was prepared as follows. Take 2219g of silica sol (SiO 2 20% by weight),
To this was added 12.2 g of phosphoric acid (content 85% by weight).
() 224g of ammonium paramolybdate and 550g of pure water
ml and added to (). () 184g of nickel nitrate and 16.0g of potassium nitrate were added to (). () 307g of bismuth nitrate, 330g of nitric acid (30% by weight)
and added to (). () Take 154g of antimony trioxide and add it to (),
Stir well. This slurry was spray-dried using a conventional method, and
C. for 2 hours, 400.degree. C. for 2 hours, and 600.degree. C. for 3 hours. Add 3.26g of orthoboric acid,
It was baked at 500°C for 1 hour. The catalyst thus prepared was tested under activity test conditions.
It was used in the reaction according to (2). Example 6 A catalyst having the empirical formula V 12 P 1.0 B 1.0 O 34.0 (SiO 2 ) 50 was prepared as follows. Take 3575g of silica sol (SiO 2 20% by weight),
Add 27.4 g of 85% phosphoric acid to this and stir well.
() 334g of ammonium metapanadate with 33g of pure water
Add to. () Add () to () while stirring well, and heat to 50°C while stirring and hold for 1 hour. This slurry was spray dried in a conventional manner. This was baked at 150°C for 16 hours and then at 500°C for 2 hours. To 992 g of the catalyst precursor thus prepared, 8.28 g of boron oxide was added, and the mixture was heated at 400°C for 2 hours.
After being fluidized in air and treated, it was used in the reaction according to activity test conditions (3). Example 7-1 The experimental formula is Sb 25 Fe 10 Cu 3 Mo 0.5 W 0.3 Te 1.0 O 72.0
When a (SiO 2 ) 60 fluidized bed catalyst was used for a long period of time in the ammoxidation reaction of propylene, its activity decreased. Boron oxide was added to this catalyst and used for reaction according to activity test conditions (1). By adding the boron component, the empirical formula of the catalyst became the following composition. Sb 25 Fe 10 Cu 3 Mo 0.5 W 0.3 Te 1.0 B 0.5 O 73.15 (SiO 2 ) 60Example 7-2 Boron was added to the same deterioration medium used in Example 7-1, and the activity test conditions (1) was used in the reaction. By adding the boron component, the empirical formula of the catalyst became the following composition. Sb 25 Fe 10 Cu 3 Mo 0.5 W 0.3 Te 1.0 B 0.5 O 73.15 (SiO 2 ) 60Example 8 The empirical formula is Sb 25 Fe 10 Cu 3 Mo 0.5 W 0.3 Te 1.0 B 0.5
A fluidized bed catalyst of O 73.15 (SiO 2 ) 60 was prepared as follows. A catalyst precursor containing components below boron was prepared by a spray drying method in the same manner as in Example 1. Cu component raw material is copper nitrate, Mo component raw material is ammonium paramolybdate, W component raw material is ammonium paratungstate Fe.
Telluric acid was used as a component raw material. After spray drying, it was calcined at 200°C for 4 hours, at 400°C for 4 hours, and finally at 780°C for 5 hours. To 998 g of the catalyst precursor prepared in this way,
5.4 g of boron was added, and the mixture was treated at 500° C. for 3 hours while passing a mixed gas of ammonia and air (10% ammonia). The catalyst thus prepared is a boron-containing fluidized bed catalyst having the composition indicated. Using this catalyst, a reaction was carried out according to activity test conditions (1). Example 9 The experimental formula is Sb 20 Fe 10 Cu 3 Mo 0.5 Te 0.5 B 3.0 O 65.0
A (SiO 2 ) 60 fluidized bed catalyst was prepared as follows. A catalyst precursor containing components other than boron was prepared by spray drying in the same manner as in Example 1. The Co component raw material is cobalt nitrate, the Mo component raw materials are ammonium paramolybdate, Te
Telluric acid was used as a component raw material. After spray drying, it was fired at 200°C for 4 hours, at 400°C for 4 hours, and finally at 810°C for 5 hours. 20.5 g of ammonium borate was added to 987 g of the catalyst precursor thus prepared, fluidized in air, and treated at 750° C. for 3 hours. The catalyst thus prepared is a boron-containing fluidized bed catalyst having the composition indicated. Using this catalyst, a reaction was carried out according to the activity test conditions (4). Comparative Example 1 A catalyst (same composition as the catalyst in Example 1) whose empirical formula is Sb 25 Fe 10 V 0.1 P 0.5 B 1.0 O 68.0 (SiO 2 ) 30 was prepared in the same manner as in Example 1. The boron component was prepared by dissolving a predetermined amount of orthoboric acid in the slurry before spray drying. The final firing was carried out at 850°C for 4 hours. Using this catalyst, a reaction was carried out under activity test conditions (1). Comparative Example 2 A catalyst with the empirical formula Sb 25 Sn 10 B 1.2 O 71.8 (SiO 2 ) 30 (same composition as the catalyst in Example 3) was prepared in the same manner as in Example 3, except that orthoboronate was used as the boron component. A predetermined amount of acid was prepared by mixing into the slurry before spray drying. The final firing was at 880°C for 4 hours. A reaction was carried out under the activity test conditions (1) using this catalyst. Comparative Example 3 A fluidized bed catalyst (same composition as the catalyst of Example 6) whose empirical formula is V 12 P 1.0 B 1.0 O 34.0 (SiO 2 ) 50 was prepared in the same manner as in Example 6, except that the boron component was A predetermined amount of boron oxide powder was mixed into the slurry before spray drying. The final firing was at 500°C for 2 hours. Using this catalyst, a reaction was carried out according to activity test conditions (3). Comparative Example 4 A catalyst having the empirical formula Sb 25 Fe 10 V 0.5 P 0.5 O 66.5 (SiO 2 ) 30 (same as the catalyst precursor in Example 1) was prepared in the same manner as in Example 1. The final firing was at 850°C for 4 hours. A reaction was carried out using this catalyst under activity test conditions (1). The above Examples and Comparative Examples and their activity test results are summarized in the following table.
【表】【table】
【表】【table】
Claims (1)
水素反応に用いられる金属酸化物触媒の製造にお
いて、300℃ないし1000℃の温度で焼成された金
属酸化物触媒前駆体に対し、気体雰囲気中、300
℃ないし850℃の温度でホウ素またはホウ素化合
物を接触せしめ、該金属酸化物触媒前駆体上にホ
ウ素成分が沈着するに十分な時間接触を続けるこ
とを特徴とする、ホウ素含有金属酸化物触媒の製
造法。 2 金属酸化物触媒前駆体が、アンチモン、モリ
ブデンおよびバナジウムからなる群から選ばれた
少なくとも一種の元素を含むものである特許請求
の範囲第1項記載の方法。 3 金属酸化物触媒前駆体の粒径が、5ないし
300ミクロンの範囲にある特許請求の範囲第1項
または第2項記載の方法。 4 金属酸化物触媒前駆体が、有機化合物の酸
化、アンモ酸化、または酸化的脱水素反応に用い
活性の低下した劣化触媒である特許請求の範囲第
1項〜第3項のいずれかに記載の方法。 5 ホウ素成分の形態が、100℃以下で気体であ
るガス状化合物であり、該化合物を他の気体と混
合し、または混合することなく、運動状態にある
金属酸化物触媒前駆体層へ送入する特許請求の範
囲第1項〜第4項のいずれかに記載の方法。 6 ホウ素成分の形態が、100℃以下で固体であ
る酸化ホウ素類、ホウ酸、ホウ酸塩類、リン酸ホ
ウ素、有機ホウ素化合物、これらの少なくとも一
種を不活性担体に担持したもの、これらの少なく
とも一種を金属酸化物触媒前駆体または金属酸化
物触媒に富化担持させたもののいずれかである特
許請求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記載の
方法。 7 固体上のホウ素成分と金属酸化物触媒前駆体
との接触を両者の運動状態下に行なう特許請求の
範囲第1項〜第4項および第6項のいずれかに記
載の方法。 8 気体雰囲気が、水素、アンモニア、一酸化炭
素および有機化合物からなる群から選ばれた少な
くとも一種の気体と酸素とを含む気体雰囲気であ
る特許請求の範囲第1項〜第7項のいずれかに記
載の方法。 9 金属酸化物触媒前駆体にホウ素、またはホウ
素化合物を接触せしめ、ホウ素成分を沈着させて
ホウ素含有触媒を生成させたのち、該触媒を非還
元性雰囲気中、約400℃ないし約900℃で焼成する
特許請求の範囲第1項〜第8項のいずれかに記載
の方法。 10 金属酸化物触媒前駆体の粒径が5ないし
300ミクロンで、かつホウ素成分が粒径0.1ないし
1000ミクロンの範囲にある固体である特許請求の
範囲第1項〜第4項、第6項〜第9項のいずれか
に記載の方法。 11 調製された触媒が下記の組成を有する特許
請求の範囲第1項〜第10項のいずれかに記載の
方法。 MeaQbRcTdBeOf(SiO2)g 上式において Me=Sb,MoおよびVからなる群から選ばれ
た少なくとも一種の元素 Q=Fe,Co,Ni,Mn,Ce,U,Sn,Ti,Cu
およびZnからなる群から選ばれた少なくとも一
種の元素 R=Li,Na,K,Rb,Cs,Be,Mg,Ca,Sr,
Ba,Y,La,Th,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,
W,Re,Ru,Os,Rh,Tr,Pd,Pt,Ag,
Cd,Al,Ga,In,Tl,Ge,Pb,P,As,
SおよびSeからなる群から選ばれた少なく
とも一種の元素 T=Teおよび、またはBi Bはホウ素を表わす 添字a,b,c,d,e,fおよびgは原子比
を示し、それぞれ下記の範囲にある。 a=5〜100 b=5〜15 c=0〜15 d=0〜10 e=0.05〜10 f=上記各成分が結合して生成する酸化物に対
応する数 g=0〜200 12 金属酸化物触媒前駆体が、有機化合物の酸
化、アンモ酸化、または酸化脱水素反応に用い
て、目的生成物の選択率が低下した劣化触媒であ
り、これに該反応の実施下に、ホウ素含有固体を
添加、混合せしめる特許請求の範囲第1項〜第4
項、第6項〜第7項、第9項〜第11項のいずれ
かに記載の方法。[Claims] 1. In the production of metal oxide catalysts used in oxidation, ammoxidation, or oxidative dehydrogenation reactions of organic compounds, a metal oxide catalyst precursor calcined at a temperature of 300°C to 1000°C, In gas atmosphere, 300
Production of a boron-containing metal oxide catalyst, characterized by contacting boron or a boron compound at a temperature of 850°C to 850°C, and continuing the contact for a time sufficient to deposit a boron component on the metal oxide catalyst precursor. Law. 2. The method according to claim 1, wherein the metal oxide catalyst precursor contains at least one element selected from the group consisting of antimony, molybdenum, and vanadium. 3 The particle size of the metal oxide catalyst precursor is 5 to 5.
A method according to claim 1 or 2 in the range of 300 microns. 4. The metal oxide catalyst precursor according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal oxide catalyst precursor is a degraded catalyst with reduced activity used in oxidation, ammoxidation, or oxidative dehydrogenation of organic compounds. Method. 5 The form of the boron component is a gaseous compound that is a gas at 100°C or lower, and the compound is mixed with other gases or is fed to the metal oxide catalyst precursor layer in a moving state without mixing. A method according to any one of claims 1 to 4. 6 Boron oxides, boric acid, borates, boron phosphates, organic boron compounds whose boron component is solid at 100°C or below, at least one of these supported on an inert carrier, at least one of these The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal oxide catalyst is enriched and supported on a metal oxide catalyst precursor or a metal oxide catalyst. 7. The method according to any one of claims 1 to 4 and 6, wherein the boron component on a solid and the metal oxide catalyst precursor are brought into contact under a state of movement of both. 8. Any one of claims 1 to 7, wherein the gas atmosphere is a gas atmosphere containing oxygen and at least one gas selected from the group consisting of hydrogen, ammonia, carbon monoxide, and organic compounds. Method described. 9 Bringing boron or a boron compound into contact with a metal oxide catalyst precursor to deposit a boron component to produce a boron-containing catalyst, and then calcining the catalyst at about 400°C to about 900°C in a non-reducing atmosphere. A method according to any one of claims 1 to 8. 10 The particle size of the metal oxide catalyst precursor is 5 or more
300 microns, and the boron component has a particle size of 0.1 to
A method according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 9, wherein the solid is in the range of 1000 microns. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the prepared catalyst has the following composition: Me a Q b R c T d B e Of (SiO 2 ) gIn the above formula, Me = at least one element selected from the group consisting of Sb, Mo and V Q = Fe, Co, Ni, Mn, Ce, U, Sn, Ti, Cu
and at least one element R selected from the group consisting of Zn = Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr,
Ba, Y, La, Th, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr,
W, Re, Ru, Os, Rh, Tr, Pd, Pt, Ag,
Cd, Al, Ga, In, Tl, Ge, Pb, P, As,
At least one element selected from the group consisting of S and Se T = Te and/or Bi B represents boron Subscripts a, b, c, d, e, f and g indicate atomic ratios, each within the following range It is in. a=5 to 100 b=5 to 15 c=0 to 15 d=0 to 10 e=0.05 to 10 f=number corresponding to the oxide formed by combining each of the above components g=0 to 200 12 Metal oxidation The catalyst precursor is a degraded catalyst that is used in the oxidation, ammoxidation, or oxidative dehydrogenation reaction of an organic compound and has a reduced selectivity for the target product, and a boron-containing solid is added to it during the reaction. Claims 1 to 4 for addition and mixing
The method according to any one of Items 6 to 7, and 9 to 11.
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JP58012837A JPS59139940A (en) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | Preparation of boron-containing metal oxide catalyst |
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JPS59139940A JPS59139940A (en) | 1984-08-11 |
JPH0256143B2 true JPH0256143B2 (en) | 1990-11-29 |
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ID=11816489
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2014129496A1 (en) * | 2013-02-21 | 2014-08-28 | 三菱レイヨン株式会社 | Catalyst for acrylonitrile production and method for producing acrylonitrile |
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JPS5932101B2 (en) * | 1977-06-24 | 1984-08-06 | 株式会社極洋 | Fish meat collection method |
JPS565579A (en) * | 1979-06-27 | 1981-01-21 | Ricoh Co Ltd | Charge removing method of transfer sheet |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP58012837A patent/JPS59139940A/en active Granted
Cited By (2)
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JP2009220008A (en) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Daiyanitorikkusu Kk | Catalyst for acrylonitrile synthesis and manufacturing method of acrylonitrile |
WO2014129496A1 (en) * | 2013-02-21 | 2014-08-28 | 三菱レイヨン株式会社 | Catalyst for acrylonitrile production and method for producing acrylonitrile |
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JPS59139940A (en) | 1984-08-11 |
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