JP2013511377A - 少なくとも1個の触媒層中にアンチモン酸バナジウムを有する、カルボン酸及び/又は無水カルボン酸を製造するための多層触媒、及び低いホットスポット温度を有する無水フタル酸の製造方法 - Google Patents
少なくとも1個の触媒層中にアンチモン酸バナジウムを有する、カルボン酸及び/又は無水カルボン酸を製造するための多層触媒、及び低いホットスポット温度を有する無水フタル酸の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】なし
Description
セシウム及びリンの任意的な付加とは別に、例えば、触媒活性を減少させ、或いは増大させることにより促進剤として作用してその触媒の活性及び選択性に影響を与える多数の他の酸化物化合物が、少量、触媒活性組成物中に含まれ得る。促進剤としては、一例として、一般に酸化物又は水酸化物の形態で用いられるアルカリ金属、特に、上述のセシウム、及びまた、リチウム、カリウム及びルビジウム、酸化タリウム(I)、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化錫、酸化銀、酸化銅、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化イリジウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ヒ素、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン及び酸化セリウムが挙げられる。
触媒層1(CL1)(V及びSb源としてのアンチモン酸バナジウム):
アンチモン酸バナジウムの製造:
6lの脱塩水を恒温の二重壁ガラス容器に導入した。2855.1gの五酸化バナジウム及び1827.5gの三酸化アンチモンをその中に懸濁させた。続いて、さらなる1lの脱塩水でさらにすすぎ、攪拌しながら懸濁液を100℃へと加熱し、100℃に到達後、この温度で16時間攪拌した。続いて、懸濁液を80℃へと冷却し、スプレードライにより乾燥させた。入口温度は340℃で、出口温度は110℃であった。こうして得たスプレードライ粉末は、32質量%のバナジウム含量と30質量%のアンチモン含量を有していた。こうして製造したアンチモン酸バナジウムは、4.24のバナジウム酸化状態と95m2/gのBET表面積を有していた。
4.44gの炭酸セシウム、413.7gの二酸化チタン(Fuji TA 100CT型、アナターゼ、BET表面積:27m2/g)、222.1gの二酸化チタン(Fuji TA 100型、アナターゼ、BET表面積:7m2/g)及び91.6gのアンチモン酸バナジウムを1869gの脱塩水で懸濁し、18時間攪拌して均一分散を達成させた。酢酸ビニルとラウリン酸ビニルのコポリマーを含む78.4gの有機結合剤を、50質量%水性分散液の形態でこの懸濁液へと添加した。流動床装置中で、768gのこの懸濁液を、7mm×7mm×4mmの寸法を有するリング形態のステアタイト(ケイ酸マグネシウム)2kgへと噴霧し、乾燥させた。
懸濁液組成物の変更を伴う、CL1に類似した製造。450℃で1時間のその触媒の焼成後、ステアタイトリングに施された活性材料の量は9.1%であった。活性材料の分析内容は、V2O57.1%、Sb2O31.8%、Cs0.38%、16m2/gの平均BET表面積を有する残部TiO2であった。
懸濁液組成物の変更を伴う、CL1に類似した製造。450℃で1時間のその触媒の焼成後、ステアタイトリングに施された活性材料の量は8.5%であった。活性材料の分析内容は、V2O57.95%、Sb2O32.7%、Cs0.31%、18m2/gの平均BET表面積を有する残部TiO2であった。
懸濁液組成物の変更を伴う、CL1に類似した製造。その触媒の450℃で1時間の焼成後、ステアタイトリングに施された活性材料の量は8.5%であった。活性材料の分析された含量は、V2O57.1%、Sb2O32.4%、Cs0.10%、17m2/gの平均BET表面積を有する残部TiO2であった。
懸濁液組成物の変更を伴う、CL1に類似した製造。450℃で1時間のその触媒の焼成後、ステアタイトリングに施された活性材料の量は9.1%であった。活性材料の分析内容は、V2O520%、P0.38%、23m2/gの平均BET表面積を有する残部TiO2であった。
o−キシレンの無水フタル酸への触媒酸化を、塩浴を用いて冷却され、25mmの管内径を有する管型反応器中で実施した。反応器入口から反応器出口まで、80cmのCL1、60cmのCL2、70cmのCL3、50cmのCL4及び60cmのCL5を、25mmの内径を有する長さ3.5mの鉄管へと導入した。その鉄管は、温度を調整するために溶融塩により包囲されており、触媒温度測定のために、4mmの外径と、取り付けられた引き出し可能な熱電対とを有する熱電対管を備えている。
反応器入口から反応器出口まで、130cmのCL2、70cmのCL3、60cmのCL4、60cmのCL5を、25mmの内径を有する長さ3.5mの鉄管に導入した。例1とは対照的に、アンチモン酸バナジウムを触媒層の何れにも添加しなかった。
触媒層6(CL6)(V及びSb源としての五酸化バナジウム及び三酸化アンチモン):
懸濁液組成物の変更を伴う、CL1に類似した製造。450℃で1時間のその触媒の焼成後、ステアタイトリングに施された活性材料の量は8.5%であった。活性材料の分析内容は、V2O511.0%、Sb2O32.4%、Cs0.22%、21m2/gの平均BET表面積を有する残部TiO2であった。
反応器入口から反応器出口まで、80cmのCL1、60cmのCL2、70cmのCL3、50cmのCL6及び60cmのCL5を取り付けた。標準m3当たり30〜100gの99.2質量%o−キシレンの負荷量を有する空気4.0標準m3/hを、その管に上から下へと通過させた。標準m3当たり80及び100gのo−キシレンで、表2にまとめた結果を得た(“PA収量”は、純度100%のo−キシレンに対して得られた無水フタル酸の質量%量である)。
触媒層7(CL7)(V及びSb源としてのアンチモン酸バナジウム):
アンチモン酸バナジウムを、V/Sb比を変更させて例1と類似する方法により製造した。こうして得られたスプレードライ粉末は28.5質量%のバナジウム含量及び36質量%のアンチモン含量を有していた。
例4のアンチモン酸バナジウムを用い、懸濁液組成物を変更すると共に、例1を参照する。
反応器入口から反応器出口まで、80cmのCL7、60cmのCL2、70cmのCL3、50cmのCL6及び60cmのCL5を取り付けた。標準m3当たり30〜100gの99.2質量%o−キシレンの負荷量を有する空気4.0標準m3/hを、その管に上から下へと通過させた。これは表3にまとめた結果をもたらした(“PA収量”は純度100%のo−キシレンに対して得られた無水フタル酸の質量%量である)。
触媒層8(CL8)(V及びSb源としてのアンチモン酸バナジウム):
アンチモン酸バナジウムを、V/Sb比を変更させて例1と類似の方法により製造した。こうして得られたスプレードライ粉末は35質量%のバナジウム含量と25.5質量%のアンチモン含量を有する。
例5のアンチモン酸バナジウムを用い、懸濁液組成物を変更すると共に、例1を参照する。
反応器入口から反応器出口まで、80cmのCL8、60cmのCL2、70cmのCL3、50cmのCL6及び60cmのCL5を取り付けた。標準m3当たり30〜100gの99.2質量%o−キシレンの負荷量を有する空気4.0標準m3/hを、その管に上から下へと通過させた。これは表3にまとめた結果をもたらした(“PA収量”は純度100%のo−キシレンに対して得られた無水フタル酸の質量%量である)。
触媒層9(CL9)(V及びSb源としての五酸化バナジウム及び三酸化アンチモン):
懸濁液組成物の変更を伴う、CL1と類似した製造。450℃で1時間の触媒の焼成後、ステアタイトリングに施された活性材料の量は8.5%であった。活性材料の分析内容は、V2O57.1%、Sb2O36.0%、Cs0.38%、20m2/gの平均BET表面積を有する残部TiO2であった。
反応器入口から反応器出口まで、80cmのCL9、60cmのCL2、60cmのCL3、60cmのCL6及び60cmのCL5を取り付けた。標準m3当たり30〜100gの99.2質量%o−キシレンの負荷量を有する空気4.0標準m3/hを、その管に上から下へと通過させた。これは表4にまとめた結果をもたらした(“PA収量”は純度100%のo−キシレンに対して得られた無水フタル酸の質量%量である)。
Claims (5)
- カルボン酸及び/又は無水カルボン酸を製造するための、少なくとも3個の層を有する多層触媒であって、
当該触媒の製造の際に、アンチモン酸バナジウムが少なくとも1個の触媒層に添加されることを特徴とする多層触媒。 - 請求項1に記載の多層触媒を用いて、o−キシレンを無水フタル酸へと酸化させる方法。
- ホットスポット温度が前記触媒層の何れにおいても425℃以下である請求項2に記載の方法。
- カルボン酸及び/又は無水カルボン酸を製造するために、請求項1に記載の触媒を使用する方法。
- 少なくとも3個の層を有する、カルボン酸及び/又は無水カルボン酸を製造するための多層触媒の製造方法であって、
アンチモン酸バナジウムを少なくとも1個の触媒層に添加することを特徴とする方法。
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