JP4671320B2

JP4671320B2 - メタクリル酸製造用被覆触媒の製法

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Publication number: JP4671320B2
Application number: JP2001281720A
Authority: JP
Inventors: 渥須藤; 純將瀬尾; 秀樹椙
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-09-17
Also published as: JP2002233760A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寿命が長くかつ高活性、高選択性を有するメタクロレインを気相接触酸化してメタクリル酸を製造するための触媒及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メタクロレインを気相接触酸化してメタクリル酸を製造するために使用される触媒としては数多くの触媒が提案されている。これら触媒の大部分はモリブデン、リンを主成分とするもので、ヘテロポリ酸及び／又はその塩の構造を有するものである。しかしながら、メタクロレインの気相接触酸化反応と同様の反応として知られているアクロレインの酸化によるアクリル酸を製造するために提案されているモリブデン−バナジウム系触媒と比較すると、反応活性は低く、目的物質への選択性も低く、寿命も短いため、提案されている触媒は一部工業化されているものの、これら触媒性能の改良が求められている。
【０００３】
本発明者らは、先に従来のメタクロレイン気相接触酸化触媒の低活性、低選択性、短寿命の改良を試み、Ｍｏ、Ｖ、Ｐに種々の元素を添加したメタクロレイン気相接触酸化触媒が、ヘテロポリ酸（塩）構造を有し、高活性、高選択性で特に寿命的に安定した触媒であることを見出し、特公昭５８−１１４１６、特公昭５９−２４１４０、特公昭６２−１４５３５、特公昭６２−３０１７７記載の触媒を提案している。
【０００４】
また、工業用触媒として固定床反応器に充填して用いる場合は、触媒層前後での反応ガスの圧力損失を少なくするために、ある一定の大きさに触媒を成型する事が必要である。そのため、通常は触媒粉末を柱状物、錠剤、リング状、球状等に成型するか、活性触媒物質を不活性担体に含浸あるいは被覆させて用いる方法も知られている。
この不活性担体を芯とする被覆触媒の利点としては、
▲１▼触媒活性成分の有効利用率を上げることができる、
▲２▼反応物質の触媒内での滞留時間分布が均一となり選択性の向上が期待できる、
▲３▼触媒の熱伝導率向上あるいは不活性担体の希釈効果によって反応熱の除去が容易となる、
等が挙げられ、従って発熱の大きな選択的酸化反応への適用の例が多い。
一方、被覆触媒製造上の技術的困難点としては、
▲１▼被覆層の剥離、ひび割れが起こり易く機械的強度の強い触媒が得られ難い、
▲２▼多量に活性触媒物質を担体上に被覆する事が難しい、
▲３▼不活性物質が入るために活性の高い触媒を得ることが難しい
等を挙げることができる。
かかる点を克服する方法は活性触媒物質の性状とも関わり、汎用的な技術はなく触媒個々に解決するというのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、メタクロレインを気相接触酸化してメタクリル酸を高収率、高選択的に製造する触媒及びその製法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決する方法として、従来のメタクロレイン用気相接触酸化触媒の低活性、低選択性、短寿命の改良を試み、Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、Ｃｕを必須成分とする触媒を調製する際、即ち、該必須成分を含むヘテロポリ酸及び／又はその塩を調製する際に、Ｃｕ（銅）成分を酢酸銅として添加した場合に高活性、高選択性で特に寿命的に安定した高性能な工業化触媒が得られることを見いだし、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
（１）（ａ）Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、並びに必要によりＡｓ及びＸ（Ａｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ及びＴｈからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素）をそれぞれ又は複数含む化合物及び酢酸銅を、水と混合し、これらの化合物の水溶液又は水分散体（以下、両者を含めてスラリー液という）を調製する工程、（ｂ）工程（ａ）で得られたスラリー液を乾燥してスラリー乾燥体を得る工程、（ｃ）工程（ｂ）で得られたスラリー乾燥体を、バインダーを用いて担体に被覆する工程、（ｄ）工程（ｃ）で得られた被覆成型物を焼成する工程、からなる被覆触媒の製法であって、前記バインダーとして、水及び１気圧下での沸点が１５０℃以下である有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることを特徴とする下記式（１）で表される活性成分を有するメタクロレインの気相接触酸化によるメタクリル酸製造用被覆触媒の製法、
Ｍｏ _１０Ｖ _ａＰ _ｂＣｕ _ｃＡｓ _ｄＸ _ｅＯ _g （１）
（式中、Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｏはそれぞれモリブデン、バナジウム、リン、銅、ヒ素及び酸素を表し、ＸはＡｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ及びＴｈからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｇは各元素の原子比を表し、ａは０．１≦ａ≦６、ｂは０．５≦ｂ≦６、ｃは０＜ｃ≦３、ｄは０≦ｄ≦３、ｅは０≦ｅ≦３、ｇは他の元素の原子価ならびに原子比により定まる値である。）
（２）（ａ）Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、並びに必要によりＡｓ及びＸ（Ａｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ及びＴｈからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素）をそれぞれ又は複数含む化合物を水と混合し、これら化合物の水溶液又は水分散体（以下、両者を含めてスラリー液という）を調製する工程、（ｂ）工程（ａ）で得られたスラリー液を乾燥してスラリー乾燥体を得る工程、（ｂ’）工程（ｂ）で得られたスラリー乾燥体に固体酢酸銅を混合する工程、（ｃ）工程（ｂ’）で得られた混合物を、バインダーを用いて担体に被覆する工程、（ｄ）工程（ｃ）で得られた被覆成型物を焼成する工程、からなる被覆触媒の製法であって、前記バインダーとして、水及び１気圧下での沸点が１５０℃以下である有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることを特徴とする下記式（１）で表される活性成分を有するメタクロレインの気相接触酸化によるメタクリル酸製造用被覆触媒の製法、
Ｍｏ _１０Ｖ _ａＰ _ｂＣｕ _ｃＡｓ _ｄＸ _ｅＯ _g （１）
（式中、Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｏはそれぞれモリブデン、バナジウム、リン、銅、ヒ素及び酸素を表し、ＸはＡｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ及びＴｈからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｇは各元素の原子比を表し、ａは０．１≦ａ≦６、ｂは０．５≦ｂ≦６、ｃは０＜ｃ≦３、ｄは０≦ｄ≦３、ｅは０≦ｅ≦３、ｇは他の元素の原子価ならびに原子比により定まる値である。）
（３）工程（ａ）においてスラリー液の原料としてＡｓ含有化合物を用いる上記（１）又は（２）に記載の被覆触媒の製法、
（４）工程（ａ）においてスラリー液の原料として、酸化銅を用いる上記（１）又は（２）に記載の被覆触媒の製法、
（５）工程（ａ）においてスラリー液の原料として、Ａｓ含有化合物及び酸化銅を用いる上記（１）又は（２）に記載の被覆触媒の製法、
（６）バインダーとしてエタノール使用する上記（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の被覆触媒の製法、
（７）バインダーがエタノール／水＝１０／０〜５／５（質量比）である上記（６）に記載の被覆触媒の製法
に関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の触媒を得る好ましい方法の１つは、Ｍｏ、Ｖ、Ｐ及びＣｕ並びに必要によりその他の元素をそれぞれ若しくは複数含有する複数の化合物（以下場合により「活性成分を含有する化合物」を「活性成分含有化合物」とも言う）を水に溶解及び／又は分散（工程（ａ））させ、スラリー液を調製する際に、銅化合物として酢酸銅を使用し、得られたスラリー液を乾燥（工程（ｂ））する方法である。また他の好ましい方法は、前記スラリー液を調製する際に使用した酢酸銅の一部若しくは全部を、固形酢酸銅（通常紛状若しくは顆粒状）として、スラリー乾燥後に配合する方法である。
活性成分元素化合物としては、その塩化物、硫酸塩、硝酸塩、酸化物又は酢酸塩等が挙げられる。好ましい化合物をより具体的に例示すると硝酸コバルト等の硝酸塩、酸化モリブデン、五酸化バナジウム、三酸化アンチモン、酸化セリウム、酸化亜鉛又は酸化ゲルマニウム等の酸化物、正リン酸、リン酸、ヒ酸、硼酸、リン酸アルミニウム又は１２タングストリン酸等の酸（又はその塩）等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【０００８】
本発明においてＣｕを含有する化合物（以下単に銅化合物という）として使用する酢酸銅は、触媒に必要な銅化合物の全量であっても、また一部であってもよい。酢酸銅を使用した場合に触媒の性能が優れる理由は確かではないが、酢酸銅はヘテロポリ酸（塩）を調製する際の活性成分の還元状態を最適にする効果があると推定される。酢酸銅としては含水塩、無水塩のどちらでも特に限定はなく、酢酸第一銅、酢酸第二銅、塩基性酢酸銅のいずれも使用可能であるが、銅が２価である化合物が好ましく、酢酸第二銅が特に好ましい。また、銅化合物として酢酸銅を使用する限り、他の銅化合物を銅成分として併用しても特に支障はなく、酸化銅、好ましくは酸化第二銅を併用すると好ましい結果を与えることがある。酢酸銅以外の銅化合物を併用する場合、酢酸銅とそれ以外の銅化合物の総使用量はそれらの化合物中の銅原子の合計量（原子比）がモリブデン原子１０に対して、通常０より大きく３以下、好ましくは０．０１以上で、１以下の範囲であれば特に制限はない。通常酢酸銅中の銅原子：それ以外の銅化合物中の銅原子＝２５：１００〜１００：０の範囲内であるのが好ましい。
【０００９】
本発明において使用する酢酸銅の添加はスラリー液調製の際に、他の活性成分含有化合物と共に、スラリー液用の原料として添加してもよいし、また、固体の酢酸銅を水溶液とすることなく、好ましくは粉末状若しくは顆粒状の酢酸銅の形で、スラリー液乾燥体（好ましくは顆粒状若しくは粉体）にその必要量を添加してもよい（工程ｂ’）。後者の方法は、場合により前者の方法と併用してもよく、例えば酢酸銅の一部をスラリー原料として使用し、残部を固体の酢酸銅としてスラリー乾燥後に添加することもできる。後者の方法を実施する場合、使用する酢酸銅の内、スラリー液の原料として添加する酢酸銅とスラリー乾燥体に固体状で混合する酢酸銅の割合は０：１００〜１００：２５の範囲であるのが好ましい。固体酢酸銅はスラリー乾燥体と均一に混合できるものであれば特に形状、大きさ等は限定されないが、通常混合がより均一にしやすいという観点から、該スラリー乾燥体の粒度と同程度が好ましく、顆粒状若しくは粉末状が好ましく、より好ましくは粉末状である。また、固体酢酸銅の顆粒若しくは粉末における粒度は通常粒径２ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下、更に好ましく５００μｍ以下、３００μｍ以下が最も好ましい。下限は特にないがあまり微粉にしても、メリットはないので、通常１０μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上で十分である。
【００１０】
上記の方法の中、後者の固体酢酸銅をスラリー乾燥体に添加する方法がより好ましい。後者の方法により得られた触媒は、酢酸銅の全量をスラリー原料として使用して得られた前者の触媒に比して、より活性が高い。従って後者の触媒を使用して、メタクロレインからメタクリル酸を製造した場合、前者の触媒を用いた場合に比べて、同じ反応温度ではより高収率（より高い転化率及び同程度の選択率）でメタクリ酸を得ることができ、また、同程度の高収率（転化率及び選択率とも同程度）であれば、より低い反応温度で達成することができる。触媒寿命の観点からは反応温度を低くできることは非常に好ましい。
【００１１】
本発明において、Ｍｏ、Ｖ、Ｐ及びＣｕ以外の活性成分としては、Ａｓ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｔｈ等が挙げられ、Ａｓ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｔｈからなる群から選ばれる１種以上が好ましく、Ａｓが特に好ましい。
【００１２】
本発明における触媒の各活性成分の割合は、その原子比がモリブデン１０に対して、バナジウムが通常０．１以上で６以下、好ましくは、０．３以上で２．０以下、リンが通常０．５以上で６以下、好ましくは０．５以上で３以下、銅が通常０より大きく３以下、好ましくは０．０１以上で１以下であり、下記式（１）で表される。
Ｍｏ_１０Ｖ_ａＰ_ｂＣｕ_ｃＡｓ_ｄＸ_ｅＯ_g
（１）
（式中、Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｏはそれぞれモリブデン、バナジウム、リン、銅、ヒ素及び酸素を表し、ＸはＡｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ及びＴｈからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｇは各元素の原子比を表し、ａは通常０．１≦ａ≦６、好ましくは０．３≦ａ≦２、ｂは通常０．５≦ｂ≦６、好ましくは０．５≦ｂ≦３、ｃは通常０＜ｃ≦３、好ましくは０．０１≦ｃ≦１、ｄは通常０≦ｄ≦３、好ましくは０．０１≦ｄ≦１、ｅは通常０≦ｅ≦３、好ましくは０．０１≦ｅ≦１の値をとる。また、ｇは酸素以外の他の元素の原子価ならびに原子比により定まる値であり、通常３５≦ｇ≦８０である。）
【００１３】
該触媒は以下の手順により得ることができる。
まず活性成分含有化合物のスラリー液を調製する。スラリー液は、各活性成分を含有する複数の化合物と溶媒、好ましくは水とを均一に混合して得ることができる。該スラリー液は銅化合物を除き必要な活性成分含有化合物の全てを、触媒の必要量において含有することが好ましい。また銅化合物については、これを含まないか、又は必要量の一部を含むスラリー液とすることも、また、必要な銅化合物の全量を含むスラリー液とすることもできる。
【００１４】
本発明の触媒に必要な活性成分含有化合物全てを含むスラリー液を調製する場合は、銅化合物も一緒に添加される。銅化合物の必要量の全量を含むスラリー液とする場合は、銅化合物の全て、又は一部として酢酸銅が使用される。また、このスラリー液中に必要な銅化合物の一部のみを含ませる場合は、銅化合物として、酢酸銅を使用してもよいし、また、その含ませる量によっては酢酸銅以外の銅化合物のみを使用してもよい。なお、スラリー液が必要量の銅化合物の一部しか含まないか、又は全く含まない時は、不足分の銅化合物は後記するようにスラリー液乾燥後に、固体酢酸銅で補充する。
【００１５】
尚、本発明においては、スラリー液が水溶液であるのが好ましい。スラリー液における各活性成分の化合物の使用割合は、各活性成分の原子比が上記した範囲であれば特に制限はない。水の使用量は、用いる化合物の全量を完全に溶解できるか、または均一に混合できる量であれば特に制限はないが、下記する乾燥方法や乾燥条件等を勘案して適宜決定される。通常スラリー調製用化合物の合計質量１００質量部に対して、２００〜２０００質量部程度である。水の量は多くてもよいが、多過ぎると乾燥工程のエネルギーコストが高くなり、また完全に乾燥できない場合も生ずるなどデメリットが多く、メリットはあまりないので適量が好ましい。
【００１６】
次いで上記で得られたスラリー液を乾燥し、スラリー乾燥体とする。乾燥方法は、スラリー液が完全に乾燥できる方法であれば特に制限はないが、例えばドラム乾燥、凍結乾燥、噴霧乾燥等が挙げられる。これらのうち本発明においては、スラリー液状態から短時間に粉末又は顆粒に乾燥することができる噴霧乾燥が好ましい。
この場合の乾燥温度はスラリー液の濃度、送液速度等によって異なるが概ね乾燥機の出口における温度が８５〜１３０℃である。また、この際得られるスラリー乾燥体の平均粒径が３０〜１５０μｍとなるよう乾燥するのが好ましい。スラリー乾燥体が塊状もしくは大きな粒子である場合には適宜粉砕等により上記の粒径の粒子とするのが好ましい。本発明においてスラリー乾燥体といった場合、このように粉砕されたものもスラリー乾燥体に含むものとする。
【００１７】
スラリー液が銅化合物を含まないか若しくは必要量の一部しか含まなかった場合には、このスラリー乾燥体にその不足分を補う量の酢酸銅を添加混合し、均一な混合物とする。
こうして得られたスラリー乾燥体又は上記で得られた酢酸銅混合物（以下両者を含めて単にスラリー乾燥体という）はそのまま触媒として気相接触酸化反応に供することができるが、前記したように反応ガスの圧力損失を少なくするために、柱状物、錠剤、リング状、球状等に成型するのが好ましい。このうち選択性の向上や反応熱の除去が期待できることから不活性担体をスラリー乾燥体で被覆し、被覆触媒とするのが特に好ましい。
被覆工程（工程（ｃ））は以下に述べる転動造粒法が好ましい。この方法は、例えば固定容器内の底部に、平らなあるいは凹凸のある円盤を有する装置中で、円盤を高速で回転することにより、容器内の担体を自転運動と公転運動の繰り返しにより激しく撹拌させ、ここにバインダーと乾燥粉体並びに必要により他の添加剤例えば成型助剤及び強度向上材の混合物等を添加することにより該混合物を担体に被覆する方法である。バインダーの添加方法は、▲１▼前記混合物に予め混合しておく、▲２▼混合物を固定容器内に添加するのと同時に添加、▲３▼混合物を固定容器内に添加した後に添加、▲４▼混合物を固定容器内に添加する前に添加、▲５▼混合物とバインダーをそれぞれ分割し、▲２▼〜▲４▼を適宜組み合わせて全量添加する等の方法が任意に採用しうる。このうち▲５▼においては、例えば混合物の固定容器壁への付着、混合物同士の凝集がなく担体上に所定量が担持されるようオートフィーダー等を用いて添加速度を調節して行うのが好ましい。
【００１８】
バインダーは水及びその標準状態（１気圧下）での沸点が１５０℃以下の有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種であれば特に制限はないが、被覆後の乾燥等を考慮すると沸点１００℃以下のものがこのましい。水以外のバインダーの具体例としてはメタノール、エタノール、プロパノール類、ブタノール類等のアルコール、好ましくは炭素数１乃至４のアルコール、エチルエーテル、ブチルエーテルまたはジオキサン等のエーテル、酢酸エチル又は酢酸ブチル等のエステル、アセトン又はメチルエチルケトン等のケトン等並びにそれらの水溶液等が挙げられ、特にエタノールが好ましい。バインダーとしてエタノールを使用する場合、エタノール／水＝１０／０〜５／５（質量比）、好ましくは１０／０〜７／３（質量比）が好ましい。これらバインダーの使用量は、スラリー乾燥体１００質量部に対して通常２〜６０質量部、好ましくは５〜２５質量部である。
【００１９】
本発明において用いうる担体の具体例としては、炭化珪素、アルミナ、シリカアルミナ、ムライト、アランダム等の直径１〜１５ｍｍ、好ましくは２．５〜１０ｍｍの球形担体等が挙げられる。これら担体は通常は１０〜７０％の空孔率を有するものが用いられる。担体と被覆されるスラリー乾燥体の割合は通常、スラリー乾燥体／（スラリー乾燥体＋担体）＝１０〜７５質量％、好ましくは１５〜６０質量％となる量使用する。
被覆されるスラリー乾燥体の割合が多い場合、被覆触媒の反応活性は大きくなるが、機械的強度が小さくなる（磨損度が大きくなる）傾向がある。逆に、被覆されるスラリー乾燥体の割合が少ない場合、機械的強度は大きい（磨損度は小さい）が、反応活性は小さくなる傾向がある。
【００２０】
本発明においては、スラリー乾燥体を担体上に被覆する場合、更に必要によりシリカゲル、珪藻土、アルミナ粉末等の成型助剤を用いてもよい。成型助剤の使用量は、スラリー乾燥体１００質量部に対して通常５〜６０質量部である。
また、更に必要により触媒成分に対して不活性な、セラミックス繊維、ウイスカー等の無機繊維を強度向上材として用いる事は、触媒の機械的強度の向上に有用である。しかし、チタン酸カリウムウイスカーや塩基性炭酸マグネシウムウイスカーの様な触媒成分と反応する繊維は好ましくない。これら繊維の使用量は、スラリー乾燥体１００質量部に対して通常１〜３０質量部である。
上記成型助剤及び強度向上材等の添加剤は、通常被覆工程において、担体、スラリー乾燥体、バインダー等と共に造粒機中に添加し、担体の被覆に使用される。
このようにしてスラリー乾燥体を担体に被覆するが、この際得られる被覆品は通常直径が３〜１５ｍｍ程度である。
こうして得られた被覆触媒はそのまま触媒として気相接触酸化反応に供することができるが、焼成（工程（ｄ））すると触媒活性が向上する場合があり好ましい。この場合の焼成温度は通常１００〜４２０℃、好ましくは２５０〜４００℃、焼成時間は１〜２０時間である。
【００２１】
上記のようにして得られた本発明の触媒は、メタクロレインを気相接触酸化してメタクリル酸を製造する際に使用される。なお、本発明の触媒といった場合、特に断らない限り、工程（ａ）〜（ｂ）、必要に応じて更に（ｂ’）を経て得られたスラリー乾燥体、又は更に工程（ｃ）（及び好ましくは工程（ｄ））を経て得られた被覆触媒の両者を含む意味で使用する。
【００２２】
気相接触酸化反応には分子状酸素又は分子状酸素含有ガスが使用される。メタクロレインに対する分子状酸素の使用割合はモル比で０．５〜２０の範囲が好ましく、特に１〜１０の範囲が好ましい。反応を円滑に進行させることを目的として、原料ガス中に水をメタクロレインに対しモル比で１〜２０の範囲で添加することが好ましい。
原料ガスは酸素、必要により水（通常水蒸気として含む）の他に窒素、炭酸ガス、飽和炭化水素等の反応に不活性なガス等を含んでいてもよい。
また、メタクロレインはイソブチレン、第三級ブタノールを酸化して得られたガスをそのまま供給してもよい。
気相接触酸化反応における反応温度は通常２００〜４００℃、好ましくは２６０〜３６０℃、原料ガスの供給量は空間速度（ＳＶ）にして、通常１００〜６０００ｈｒ^−１、好ましくは４００〜３０００ｈｒ^−１である。
本発明による触媒を用いた場合、ＳＶを上げても反応成績には大きな変化はなく、高空間速度にて反応を実施することが可能である。
また、接触酸化反応は加圧下または減圧下でも可能であるが、一般的には大気圧付近の圧力が適している。
【００２３】
【実施例】
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。尚、実施例中の触媒活性成分組成はいずれも仕込み原料からの比率である。また式において酸素は省略して表示した。なお、実施例Ａ２、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ１０、Ａ１３、Ａ１４、Ｂ３及びＢ１１は参考例である。
【００２４】
実施例Ａ１
１）触媒の調整
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム１１．３７ｇ、酸化第二銅３．３１ｇ、酢酸第二銅・一水和物８．３２ｇ、８５％正リン酸２８．８２ｇ、６０％ヒ酸２４．６４ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５℃〜１００℃で約６時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
そこに三酸化アンチモン１．５２ｇを添加して、さらに９５℃〜１００℃で約３時間加熱還流して濃紺色の溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して触媒顆粒を得た。
次に、回転するドラム中に球状多孔質アルミナ担体３００ｇを仕込み、９０％エタノール水溶液を滴下しながら、先に得た触媒顆粒３１９ｇをセラミック繊維４４．７ｇと均一に混合した粉末を徐々に担体上にふりかけ、球状担体を触媒顆粒で被覆成型した。
この間の粉末の損失はほとんど認められなかった。
得られた成型物を空気流通下で３１０℃で５時間焼成して被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｓｂ_0.05であった。
２）メタクロレインの触媒酸化反応
得られた反応用触媒１０ｍｌを内径１８．４ｍｍのステンレス反応管に充填し、原料ガス組成（モル比）メタクロレイン：酸素：水蒸気：窒素＝１：２．８：５．０：２１．０、空間速度（ＳＶ）１０００ｈｒ^−１、反応温度３１０℃の条件で、メタクロレインの酸化反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８５．９％であり、メタクリル酸の選択率は８４．８％であった。
【００２５】
比較例１
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム１１．３７ｇ、酸化第二銅６．６３ｇ、および８５％正リン酸２８．８２ｇ、６０％ヒ酸２４．６４ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で６時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
そこに三酸化アンチモン１．５２ｇを添加して、さらに９５〜１００℃で３時間加熱還流して濃紺色の溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して触媒顆粒を得た。
以下は実施例Ａ１と同様の操作で被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成は実施例Ａ１と同じでＭｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｓｂ_0.05であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は７９．９％であり、メタクリル酸の選択率は８７．８％であった。
【００２６】
実施例Ａ２
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２４．６４ｇ、酢酸第二銅・一水和物８．３２ｇ、および８５％正リン酸２６．４２ｇ、硝酸ルビジウム９．２２ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で９時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して触媒顆粒を得た。
以下は実施例Ａ１と同様の操作で被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.1Ｃｕ_0.2Ｒｂ_0.3であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は７４．２％であり、メタクリル酸の選択率は７９．０％であった。
【００２７】
比較例２
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２４．６４ｇ、酸化第二銅３．３１ｇ、および８５％正リン酸２６．４２ｇ、硝酸ルビジウム９．２２ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で９時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して触媒顆粒を得た。
以下は実施例Ａ１と同様の操作で被覆触媒を得た。
得られた反応用触媒の活性成分組成は実施例Ａ２と同じで
Ｍｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.1Ｃｕ_0.2Ｒｂ_0.3
であった。
続いて、得られた反応用触媒を実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は７１．７％であり、メタクリル酸の選択率は７９．７％であった。
【００２８】
実施例Ａ３
実施例Ａ１の三酸化アンチモンの代わりに酸化セリウム３．５９ｇを使用した以外は実施例Ａ１と同じようにして被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｃｅ_0.1であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は８５．２％であり、メタクリル酸の選択率は８４．０％であった。
【００２９】
実施例Ａ４
実施例Ａ１の酢酸第二銅・一水和物８．３２ｇを１６．６４ｇ、酸化第二銅３．３１ｇを０ｇ、三酸化アンチモンの代わりに酸化第二鉄１．６６ｇを使用した以外は実施例Ａ１と同じようにして被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｆｅ_0.1であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は８６．０％であり、メタクリル酸の選択率は８５．０％であった。
【００３０】
実施例Ａ５
実施例Ａ１の酢酸第二銅・一水和物８．３２ｇを１２．４８ｇ、酸化第二銅３．３１ｇを１．６６ｇ、８５％正リン酸２８．８２ｇを２７．６２ｇ、三酸化アンチモンの代わりに１２タングストリン酸５．６２ｇを使用した以外は実施例Ａ１と同じようにして被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｗ_0.1であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は８５．０％であり、メタクリル酸の選択率は８４．５％であった。
【００３１】
実施例Ａ６
実施例Ａ１の６０％ヒ酸２４．６４ｇを１９．７１ｇ、三酸化アンチモンの代わりに硝酸カリ２．１１ｇ使用した以外は実施例Ａ１と同じようにして被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.4Ｋ_0.1であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は８２．３％であり、メタクリル酸の選択率は８４．５％であった。
【００３２】
実施例Ａ７
実施例Ａ１の６０％ヒ酸２４．６４ｇを１９．７１ｇ、三酸化アンチモンの代わりに酸化錫３．１４ｇ、硝酸セシウム４．０６ｇを使用した以外は実施例Ａ１と同じようにして被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.4Ｓｎ_0.1Ｃｓ_0.1であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は８２．４％であり、メタクリル酸の選択率は８５．７％であった。
【００３３】
実施例Ａ８
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２４．６４ｇ、酢酸第二銅・一水和物８．３２ｇ、および８５％正リン酸２４．０２ｇ、硝酸セシウム１２．１８ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で９時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して触媒顆粒を得た。
以下は実施例Ａ１と同様の操作で被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.0Ｃｕ_0.4Ｃｓ_0.3であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は７５．３％であり、メタクリル酸の選択率は７９．０％であった。
【００３４】
実施例Ａ９
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２２．７４ｇ、酢酸第二銅・一水和物８．３２ｇ、８５％正リン酸２６．４２ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で約６時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
そこに酸化ゲルマニウム１．０９ｇを添加して、さらに９５〜１００℃で約３時間加熱還流して赤褐色の溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して触媒顆粒を得た。
次に、回転するドラム中に球状多孔質アルミナ担体３００ｇを仕込み、７０％エタノール水溶液を滴下しながら、先に得た触媒顆粒３１９ｇをセラミック繊維４４．７ｇと均一に混合した粉末を徐々に担体上にふりかけ、球状担体を触媒顆粒で被覆成型した。
得られた成型物を空気流通下で３１０℃で５時間焼成して被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.2Ｐ_1.1Ｃｕ_0.2Ｇｅ_0.05であった。
得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は７３．２％であり、メタクリル酸の選択率は７７．８％であった。
【００３５】
実施例Ａ１０
実施例Ａ９の酸化ゲルマニウムの代わりに酸化ガリウム１．９５ｇを使用した以外は実施例Ａ９と同じようにして被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.2Ｐ_1.1Ｃｕ_0.2Ｇａ_0.1であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は７５．９％であり、メタクリル酸の選択率は７４．９％であった。
【００３６】
実施例Ａ１１
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２４．６４ｇ、酢酸第二銅・一水和物１６．６４ｇ、酸化第二銅３．３１ｇ、８５％正リン酸３６．０３ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で約６時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
そこに三酸化二硼素２．５８ｇを添加して、さらに９５〜１００℃で約３時間加熱還流して赤褐色の溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して触媒顆粒を得た。
次に、回転するドラム中に球状多孔質アルミナ担体３００ｇを仕込み、９０％エタノール水溶液を滴下しながら、先に得た触媒顆粒３１９ｇをセラミック繊維４４．７ｇと均一に混合した粉末を徐々に担体上にふりかけ、球状担体を触媒顆粒で被覆成型した。
得られた成型物を空気流通下で３１０℃で５時間焼成して被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.5Ｃｕ_0.6Ｂ_0.2であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は８１．２％であり、メタクリル酸の選択率は７８．０％であった。
【００３７】
実施例Ａ１２
実施例Ａ１１の三酸化二硼素２．５８ｇの代わりに硝酸ビスマス1０．１１ｇを使用した以外は実施例Ａ１１と同じようにして被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.5Ｃｕ_0.6Ｂｉ_0.1であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は７９．３％であり、メタクリル酸の選択率は７８．５％であった。
【００３８】
実施例Ａ１３
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２４．６４ｇ、酢酸第二銅・一水和物１２．４８ｇ、酸化第二銅１．１６ｇ、８５％正リン酸３１．２２ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で約６時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
そこに酸化第二鉄０．３３ｇ、三酸化アンチモン０．６１ｇ、酸化セリウム０．７２ｇ、硝酸セシウム２．０３ｇを添加して、さらに９５〜１００℃で約５時間加熱還流して濃紺色の溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して触媒顆粒を得た。
次に、回転するドラム中に球状多孔質アルミナ担体３００ｇを仕込み、９０％エタノール水溶液を滴下しながら、先に得た触媒顆粒３１９ｇをセラミック繊維４４．７ｇと均一に混合した粉末を徐々に担体上にふりかけ、球状担体を触媒顆粒で被覆成型した。
得られた成型物を空気流通下で３１０℃で５時間焼成して被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成は
Ｍｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.3Ｃｕ_0.4Ｆｅ_0.02Ｓｂ_0.02Ｃｅ_0.02Ｃｓ_0.05
であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は８０．３％であり、メタクリル酸の選択率は７９．２％であった。
【００３９】
実施例Ａ１４
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２４．６４ｇ、酢酸第二銅・一水和物１６．６４ｇ、酸化第二銅３．３１ｇ、８５％正リン酸３６．０３ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で約６時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
そこに三酸化アンチモン３９．１１ｇ、硝酸セシウム２０．３０ｇを添加して、さらに９５〜１００℃で約５時間加熱還流して濃紺色の溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して触媒顆粒を得た。
次に、回転するドラム中に球状多孔質アルミナ担体３００ｇを仕込み、９０％エタノール水溶液を滴下しながら、先に得た触媒顆粒３１９ｇをセラミック繊維４４．７ｇと均一に混合した粉末を徐々に担体上にふりかけ、球状担体を触媒顆粒で被覆成型した。
得られた成型物を空気流通下で３１０℃で５時間焼成して被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.5Ｃｕ_0.6Ｓｂ_0.3Ｃｓ_0.5であった。
続いて、得られた被覆触媒を用いて実施例Ａ１で反応温度を３２０℃に変更した以外は同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は８０．６％であり、メタクリル酸の選択率は７８．８％であった。
【００４０】
実施例Ｂ１
１）触媒の調整
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム１１．３７ｇ、酸化第二銅３．３１ｇ及び８５％正リン酸２８．８２ｇ、６０％ヒ酸２４．６４ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で約６時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
そこに三酸化アンチモン１．５２ｇを添加して、さらに９５〜１００℃で約３時間加熱還流して濃紺色の溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して得た顆粒３１６ｇに、原子比でＭｏ10に対してＣｕ0.2になる量の固体酢酸第二銅・一水和物７．６４ｇ、セラミックス繊維４４．７ｇを均一に添加混合し混合粉末を得た。
次に、回転するドラム中に球状多孔質アルミナ担体３００ｇを仕込み、９０％エタノール水溶液を滴下しながら、上記混合粉末を徐々に担体上にふりかけ、球状担体を触媒活性成分で被覆成型した。
この間の粉末の損失はほとんど認められなかった。
得られた成型物を空気流通下で３１０℃で５時間焼成して本発明の被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成は
Ｍｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_{0. 5}Ｓｂ_0.05
であった。
２）メタクロレインの触媒酸化反応
得られた被覆触媒１０ｍｌを内径１８．４ｍｍのステンレス反応管に充填し、原料ガス組成（モル比）メタクロレイン：酸素：水蒸気：窒素＝１：２．８：５．０：２１．０、空間速度（ＳＶ）１０００ｈｒ^−１、反応温度３１０℃の条件で、メタクロレインの酸化反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８８．８％であり、メタクリル酸の選択率は８４．５％であった。
【００４１】
実施例Ｂ２
実施例Ｂ１の五酸化バナジウム１１．３７ｇを１３．２６ｇ、酸化第二銅３．３１ｇを４．９６ｇ、８５％正リン酸２８．８２ｇを３１．２２ｇ、三酸化アンチモン１．５２ｇを３．０４ｇに、固体酢酸第二銅・一水和物７．６４ｇを３．７５ｇに変更した以外は実施例Ｂ１と同じようにして本発明の被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成は
Ｍｏ₁₀Ｖ_0. _７Ｐ_1.3Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｓｂ_0.1
であった。
得られた被覆触媒を用いて、実施例Ｂ１と同様に反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８４．４％であり、メタクリル酸の選択率は８６．７％であった。
【００４２】
実施例Ｂ３
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２４．６４ｇ、および８５％正リン酸４０．８３ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で６時間、更に硝酸カリウム８．４２ｇを添加して３時間加熱還流して赤褐色の溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して得た顆粒を乳鉢で２４メッシュ以下に粉砕して粉末を得た。
この粉末３１０ｇに原子比でＭｏ10に対してＣｕ0.6になる量の固体酢酸第二銅・一水和物２１．８７ｇ、セラミックス繊維４４．７ｇを均一に添加混合し混合粉末を得た。
次に、回転するドラム中に球状多孔質アルミナ担体３００ｇを仕込み、９０％エタノール水溶液を滴下しながら、上記混合粉末を徐々に担体上にふりかけ、球状担体を触媒活性成分組成物で被覆成型した。
この間の粉末の損失はほとんど認められなかった。
得られた成型物を空気流通下で３１０℃で５時間焼成して本発明の被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.7Ｃｕ_0.6Ｋ_0.4であった。
得られた被覆触媒を用いて、実施例Ｂ１と同様に反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８５．９％であり、メタクリル酸の選択率は７３．８％であった。
【００４３】
実施例Ｂ４
実施例Ｂ１の三酸化アンチモンの代わりに酸化セリウム３．３９ｇを使用し、固体酢酸第二銅・一水和物７．６４ｇを７．５９ｇに変更した以外は実施例Ｂ１と同じようにして本発明の被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｃｅ_0.1であった。
得られた被覆触媒を用いて、反応温度を３０５℃に変更した以外は実施例Ｂ１と同様に反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８５．９％であり、メタクリル酸の選択率は８４．６％であった。
【００４４】
実施例Ｂ５
実施例Ｂ１において三酸化アンチモンの代わりに酸化亜鉛１．７０ｇを使用し、かつスラリー液調製時添加する銅化合物として酸化第二銅３．３１ｇの代わりに酸化第二銅１．６６ｇ及び固体酢酸第二銅・一水和物４．１６ｇを使用した以外は実施例Ｂ１と同じようにして本発明の被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.6Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｚｎ_0.1であった。
得られた被覆触媒を用いて、反応温度を３０５℃にした以外は実施例Ｂ１と同様に反応を行った。
メタクロレインの転化率は８０．５％であり、メタクリル酸の選択率は８５．０％であった。
【００４５】
実施例Ｂ６
実施例Ｂ１において三酸化アンチモンの代わりに硝酸コバルト５．９０ｇを使用し、五酸化バナジウム１１．３７ｇを１３．２７ｇ、８５％正リン酸３１．２２ｇを２６．４２ｇに変更した以外は実施例Ｂ１と同じようにして本発明の被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.7Ｐ_1.1Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｃｏ_0.1であった。
得られた被覆触媒を用いて、実施例Ｂ１と同様に反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８７．２％であり、メタクリル酸の選択率は８４．８％であった。
【００４６】
実施例Ｂ７
実施例Ｂ６において硝酸コバルトの代わりにリン酸アルミニウム２．５４ｇを使用し、８５％正リン酸２６．４２ｇを２４．０２ｇに変更した以外は実施例Ｂ６と同じようにして本発明の被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_0.7Ｐ_1.1Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ａｌ_0.1であった。
得られた被覆触媒を用いて、実施例Ｂ１と同様に反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８６．８％であり、メタクリル酸の選択率は８５．２％であった。
【００４７】
実施例Ｂ８
実施例Ｂ６において硝酸コバルトの代わりに硼酸７．７３ｇ、１２タングストリン酸３５．７３ｇを使用し、８５％リン酸２６．４２ｇを２５．２２ｇ、酸化第二銅３．３１ｇを０ｇ、固体酢酸第二銅・一水和物７．６３ｇを１４．０９ｇに変更した以外は実施例Ｂ６と同じようにして本発明の被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成は
Ｍｏ₁₀Ｖ_0.7Ｐ_1.1Ｃｕ_0.4Ａｓ_0.5Ｂ_0.6Ｗ_0.6
であった。
得られた被覆触媒を用いて、実施例Ｂ１と同様に反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８７．３％であり、メタクリル酸の選択率は８５．９％であった。
【００４８】
実施例Ｂ９
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２２．７４ｇ、酸化第二銅３．３１ｇ及び８５％正リン酸２８．６３ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で約６時間加熱還流して赤褐色の透明溶液を得た。
そこに１２タングストリン酸５．６２ｇを添加して、さらに９５〜１００℃で約３時間加熱還流した。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して得た顆粒３１６ｇに、原子比でＭｏ10に対してＣｕ0.2になる量の固体酢酸第二銅・一水和物７．５４ｇ、セラミックス繊維４４．７ｇを均一に添加混合し混合粉末を得た。
次に、回転するドラム中に球状多孔質アルミナ担体３００ｇを仕込み、９０％エタノール水溶液を滴下しながら、上記混合粉末を徐々に担体上にふりかけ、球状担体を触媒活性成分組成物で被覆成型した。
この間の粉末の損失はほとんど認められなかった。
得られた成型物を空気流通下で３１０℃で５時間焼成して本発明の被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.2Ｐ_1.2Ｃｕ_0.4Ｗ_0.1であった。
得られた被覆触媒を用いて、実施例Ｂ１と同様に反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８０．３％であり、メタクリル酸の選択率は７９．１％であった。
【００４９】
実施例Ｂ１０
実施例Ｂ９において１２タングストリン酸の代わりに酸化ゲルマニウム２．１８ｇを使用し、五酸化バナジウム２２．７４ｇを２４．６４ｇ、酸化第二銅３．３１ｇを０ｇ、８５％正リン酸２８．６３ｇを２８．８２ｇ、固体酢酸第二銅・一水和物７．５４ｇを１１．５２ｇに変更した以外は実施例Ｂ９と同様にして本発明の被覆触媒を調製した。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.2Ｃｕ_0.3Ｇｅ_0. _１であった。
得られた被覆触媒を用いて、実施例Ｂ１と同様に反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８１．９％であり、メタクリル酸の選択率は８３．１％であった。
【００５０】
実施例Ｂ１１
純水１９００ｍｌに三酸化モリブデン３００ｇ、五酸化バナジウム２４．６４ｇ、および８５％正リン酸４０．８３ｇ、酸化セリウム６．７８ｇ、三酸化アンチモン６．０８ｇを分散あるいは溶解させ、これを撹拌しつつ９５〜１００℃で６時間、更に硝酸セシウム１２．１８ｇを添加して３時間加熱還流して濃紺色の溶液を得た。
続いて、この溶液を噴霧乾燥機により乾燥して得た顆粒を乳鉢で２４メッシュ以下に粉砕して粉末を得た。
この粉末３１０ｇに原子比でＭｏ10に対してＣｕ0.6になる量の固体酢酸第二銅・一水和物２０．８１ｇ、セラミックス繊維４４．７ｇを均一に添加混合し混合粉体を得た。
次に、回転するドラム中に球状多孔質アルミナ担体３００ｇを仕込み、９０％エタノール水溶液を滴下しながら、上記混合粉末を徐々に担体上にふりかけ、球状担体を触媒活性成分で被覆成型した。
この間の粉末の損失はほとんど認められなかった。
得られた成型物を空気流通下で３１０℃で５時間焼成して本発明の被覆触媒を得た。
得られた被覆触媒の活性成分組成はＭｏ₁₀Ｖ_1.3Ｐ_1.7Ｃｕ_0.6Ｃｅ_0.2Ｓｂ_0.2Ｃｓ_0.3であった。
得られた被覆触媒を用いて、実施例Ｂ１と同様に反応を行ったところ、メタクロレインの転化率は８３．８％であり、メタクリル酸の選択率は８０．２％であった。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の触媒は高収率、高選択的にメタクリル酸を製造することができ、更に高負荷条件の反応に使用することができるため工業的価値が極めて大きい。

Claims

（ａ）Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、並びに必要によりＡｓ及びＸ（Ａｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ及びＴｈからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素）をそれぞれ又は複数含む化合物及び酢酸銅を、水と混合し、これらの化合物の水溶液又は水分散体（以下、両者を含めてスラリー液という）を調製する工程、（ｂ）工程（ａ）で得られたスラリー液を乾燥してスラリー乾燥体を得る工程、（ｃ）工程（ｂ）で得られたスラリー乾燥体を、バインダーを用いて担体に被覆する工程、（ｄ）工程（ｃ）で得られた被覆成型物を焼成する工程、からなる被覆触媒の製法であって、前記バインダーとして、水及び１気圧下での沸点が１５０℃以下である有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることを特徴とする下記式（１）で表される活性成分を有するメタクロレインの気相接触酸化によるメタクリル酸製造用被覆触媒の製法。
Ｍｏ_１０Ｖ_ａＰ_ｂＣｕ_ｃＡｓ_ｄＸ_ｅＯ_g （１）
（式中、Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｏはそれぞれモリブデン、バナジウム、リン、銅、ヒ素及び酸素を表し、ＸはＡｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ及びＴｈからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｇは各元素の原子比を表し、ａは０．１≦ａ≦６、ｂは０．５≦ｂ≦６、ｃは０＜ｃ≦３、ｄは０≦ｄ≦３、ｅは０≦ｅ≦３、ｇは他の元素の原子価ならびに原子比により定まる値である。）
（ａ）Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、並びに必要によりＡｓ及びＸ（Ａｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ及びＴｈからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素）をそれぞれ又は複数含む化合物を水と混合し、これら化合物の水溶液又は水分散体（以下、両者を含めてスラリー液という）を調製する工程、（ｂ）工程（ａ）で得られたスラリー液を乾燥してスラリー乾燥体を得る工程、（ｂ’）工程（ｂ）で得られたスラリー乾燥体に固体酢酸銅を混合する工程、（ｃ）工程（ｂ’）で得られた混合物を、バインダーを用いて担体に被覆する工程、（ｄ）工程（ｃ）で得られた被覆成型物を焼成する工程、からなる被覆触媒の製法であって、前記バインダーとして、水及び１気圧下での沸点が１５０℃以下である有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることを特徴とする下記式（１）で表される活性成分を有するメタクロレインの気相接触酸化によるメタクリル酸製造用被覆触媒の製法。
Ｍｏ_１０Ｖ_ａＰ_ｂＣｕ_ｃＡｓ_ｄＸ_ｅＯ_g
（１）
（式中、Ｍｏ、Ｖ、Ｐ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｏはそれぞれモリブデン、バナジウム、リン、銅、ヒ素及び酸素を表し、ＸはＡｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｅ及びＴｈからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｇは各元素の原子比を表し、ａは０．１≦ａ≦６、ｂは０．５≦ｂ≦６、ｃは０＜ｃ≦３、ｄは０≦ｄ≦３、ｅは０≦ｅ≦３、ｇは他の元素の原子価ならびに原子比により定まる値である。）
工程（ａ）においてスラリー液の原料としてＡｓ含有化合物を用いる請求項１又は２に記載の被覆触媒の製法。
工程（ａ）においてスラリー液の原料として、さらに酸化銅を用いる請求項１又は２に記載の被覆触媒の製法。
工程（ａ）においてスラリー液の原料として、Ａｓ含有化合物及び、さらに酸化銅を用いる請求項１又は２に記載の被覆触媒の製法。
バインダーとしてエタノール使用する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の被覆触媒の製法。
バインダーがエタノール／水＝１０／０〜５／５（質量比）である請求項６に記載の被覆触媒の製法。