JP2002105078A - Method for producing pyromellitic anhydride - Google Patents

Method for producing pyromellitic anhydride

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JP2002105078A
JP2002105078A JP2000297040A JP2000297040A JP2002105078A JP 2002105078 A JP2002105078 A JP 2002105078A JP 2000297040 A JP2000297040 A JP 2000297040A JP 2000297040 A JP2000297040 A JP 2000297040A JP 2002105078 A JP2002105078 A JP 2002105078A
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pyromellitic anhydride
surface area
reaction
producing pyromellitic
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Japanese (ja)
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Tsukasa Takahashi
典 高橋
Yasuhisa Emoto
泰久 江本
Etsusei Matsunami
越成 松並
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for inexpensively producing high-purity pyromellitic anhydride. SOLUTION: This method for producing pyromellitic anhydride comprises using a catalyst having <=50 m2/g specific surface area of catalytic active component and catalytically oxidizing a 2,4,5-trialkylbenzaldehyde with a molecular oxygen-containing gas in a vapor phase.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は、無水ピロメリット酸
製造用触媒および無水ピロメリット酸の製造方法に関す
るものである。より詳しくは、2,4,5−トリアルキ
ルベンズアルデヒドの接触気相酸化により無水ピロメリ
ット酸を製造する方法において、好適な触媒系及び、該
触媒系を用いた無水ピロメリット酸の製造方法に関する
ものである。無水ピロメリット酸はポリイミド樹脂原
料、可塑剤、ポリエステル樹脂改質剤等として広範囲に
使用されており工業原料としての重要性も近年ますます
高まってきている。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst for producing pyromellitic anhydride and a method for producing pyromellitic anhydride. More specifically, a method for producing pyromellitic anhydride by catalytic gas phase oxidation of 2,4,5-trialkylbenzaldehyde, which relates to a suitable catalyst system and a method for producing pyromellitic anhydride using the catalyst system It is. Pyromellitic anhydride is widely used as a raw material for a polyimide resin, a plasticizer, a modifier for a polyester resin and the like, and its importance as an industrial raw material has been increasing more and more in recent years.

【0002】[0002]

【従来の技術】 無水ピロメリット酸の製造方法には大
きく分けて液相酸化法と気相酸化法とがある。
2. Description of the Related Art Methods for producing pyromellitic anhydride are roughly classified into a liquid phase oxidation method and a gas phase oxidation method.

【0003】液相酸化法としては、1,2,4,5−テ
トラメチルベンゼン(以下、デュレンと記すことがあ
る)の硝酸酸化法、2,4,5−トリメチルベンズアル
デヒドの液相空気酸化法が知られているが、いずれも直
接無水ピロメリット酸を得ることはできず、生成したピ
ロメリット酸を無水化する必要がある。この無水化工程
は多大なエネルギーを消費する方法であり、装置腐食も
大きく経済性の面で課題がある。また、これら液相酸化
法は多量の廃液が発生するプロセスであり、環境面でも
課題のある製造方法と言える。
As the liquid phase oxidation method, there are a nitric acid oxidation method of 1,2,4,5-tetramethylbenzene (hereinafter sometimes referred to as durene) and a liquid phase air oxidation method of 2,4,5-trimethylbenzaldehyde. However, none of them can directly obtain pyromellitic anhydride, and it is necessary to dehydrate generated pyromellitic acid. This dehydration step is a method that consumes a large amount of energy, causes a large amount of equipment corrosion, and has a problem in terms of economic efficiency. In addition, these liquid phase oxidation methods are processes in which a large amount of waste liquid is generated, and can be said to be production methods that have environmental issues.

【0004】一方、気相酸化法は直接無水ピロメリット
酸を得ることが可能であり、コストのかかる無水化工程
を必要とせず、廃液もほとんど発生しない優れた方法で
ある。しかしながら、液相酸化法に比べ反応選択率が低
い問題があり、従来から触媒の改良を中心とした数多く
の報告がなされている。
[0004] On the other hand, the vapor phase oxidation method is an excellent method that can directly obtain pyromellitic anhydride, does not require a costly dehydration step, and hardly generates waste liquid. However, there is a problem that the reaction selectivity is lower than that of the liquid phase oxidation method, and many reports have been made mainly on improvement of the catalyst.

【0005】接触気相酸化による無水ピロメリット酸の
製造法はデュレンを原料に用いる方法が最も一般的であ
るが、その他、ペンタアルキルベンゼン、ヘキサアルキ
ルベンゼン(特開昭55−122787号公報)、ペン
タアルキルフェノール、テトラアルキルフェノール(特
開昭55−154966号公報)、テトラエチルベンゼ
ン(特開平3−284646号、特開平3−10938
7号、特開平3−284645号の各公報)、アントラ
セン(特開昭56−8388号公報)、1−エチル−
2,4,5−トリイソプロピルベンゼン(特開平8−11
9969号公報)、2,4,5−トリアルキルベンズア
ルデヒド(特開平7−2864号公報)などを原料とし
て用いる例が報告されている。
The most common method for producing pyromellitic anhydride by catalytic gas phase oxidation is a method using durene as a raw material. In addition, pentaalkylbenzene, hexaalkylbenzene (JP-A-55-122787), pentaalkylphenol , Tetraalkylphenol (JP-A-55-154966), tetraethylbenzene (JP-A-3-284646, JP-A-3-10938).
7, each of JP-A-3-284645), anthracene (JP-A-56-8388), 1-ethyl-
2,4,5-triisopropylbenzene (JP-A-8-11
No. 9969) and 2,4,5-trialkylbenzaldehyde (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-2864) are reported as raw materials.

【0006】[0006]

【発明が解決すべき課題】 本発明の目的は、安価に高
純度の無水ピロメリット酸を製造する方法を提供するこ
とにあり、2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒド
の接触気相酸化により無水ピロメリット酸を製造するに
当たり、好適な触媒系を用いることにより高収率で無水
ピロメリット酸を得ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing high-purity pyromellitic anhydride at a low cost, and to provide an anhydride by catalytic gas phase oxidation of 2,4,5-trialkylbenzaldehyde. In producing pyromellitic acid, it is to obtain pyromellitic anhydride in high yield by using a suitable catalyst system.

【0007】2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒ
ドの接触気相酸化による無水ピロメリット酸の製造方法
については、特開平7−2864号公報において既に開
示されているが、反応収率は高々90質量%(61モル
%)と低く満足できるものではなかった。
A method for producing pyromellitic anhydride by catalytic gas phase oxidation of 2,4,5-trialkylbenzaldehyde has already been disclosed in JP-A-7-2864, but the reaction yield is at most 90 mass%. % (61 mol%), which was not satisfactory.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】 上記目的は、活性成分
の比表面積が50m 2/g以下の触媒の存在下に、2,
4,5−トリアルキルベンズアルデヒドを分子状酸素含
有ガスにより接触気相酸化する事により達成される。
Means for Solving the Problems The object is to provide an active ingredient
Has a specific surface area of 50m Two/ G in the presence of up to
4,5-trialkylbenzaldehyde containing molecular oxygen
This is achieved by catalytic gas phase oxidation with a gas.

【0009】本発明において用いる触媒は、触媒活性成
分の比表面積が50m2/g以下の触媒であり、好まし
くは比表面積が1〜40m2/gの範囲のもの、さらに
好ましくは比表面積が5〜30m2/gの範囲の触媒で
ある。触媒の比表面積が50m2/gを越える場合は燃
焼活性が増大し無水ピロメリット酸収率が低下するため
好ましくない。触媒の比表面積は活性物質の分散に用い
る無機酸化物粉体の比表面積によって容易に制御可能で
あるが、無機酸化物粉体は必須ではなく、触媒構成元素
や触媒焼成温度により無機酸化物粉体を含まない場合も
好適な範囲に制御することが可能である。
The catalyst used in the present invention has a specific surface area of the catalytically active component of 50 m 2 / g or less, preferably has a specific surface area of 1 to 40 m 2 / g, and more preferably has a specific surface area of 5 to 40 m 2 / g. it is a catalyst in the range of 30 m 2 / g. If the specific surface area of the catalyst exceeds 50 m 2 / g, the combustion activity increases and the yield of pyromellitic anhydride decreases, which is not preferable. Although the specific surface area of the catalyst can be easily controlled by the specific surface area of the inorganic oxide powder used for dispersing the active substance, the inorganic oxide powder is not essential, and the inorganic oxide powder depends on the catalyst constituent elements and the catalyst firing temperature. Even when the body is not included, it can be controlled to a suitable range.

【0010】本発明の触媒としては、上記比表面積を有
するものであれば良いが、バナジウムを含有するものが
好ましく、さらに、モリブデン、タングステン、リン、
ホウ素、銀、アンチモン、硫黄、ニオブ、アルカリ土類
金属、希土類元素から選ばれた少なくとも1種の元素
(以下、A群元素と記すことがある)を適量添加するこ
とにより収率が向上する。しかしながら、これらA群元
素は過剰に用いた場合は触媒活性の低下や燃焼の増大に
つながり、使用量としてはバナジウムに対するA群元素
の原子比として3を超えない範囲で用いることが好まし
く、より好ましくは2を越えない範囲である。
The catalyst of the present invention may be any catalyst having the above specific surface area, but preferably contains vanadium, and further comprises molybdenum, tungsten, phosphorus,
The yield is improved by adding an appropriate amount of at least one element selected from boron, silver, antimony, sulfur, niobium, an alkaline earth metal, and a rare earth element (hereinafter, sometimes referred to as a group A element). However, when these Group A elements are used in excess, they lead to a decrease in catalytic activity and an increase in combustion, and it is preferable to use them in an amount not exceeding 3 as the atomic ratio of Group A elements to vanadium, more preferably. Is a range not exceeding 2.

【0011】また、本発明の触媒には、さらに酸化チタ
ン、酸化ジルコニウム、酸化錫から選ばれる少なくとも
1種の無機酸化物を加えることもでき、これらを適量加
えることにより無水ピロメリット酸収率の向上や触媒の
耐熱性の向上が可能となる。これら無機酸化物の好まし
い使用量としては、例えば、前記触媒の構成元素である
バナジウム、A群元素のモル数の総和に対して、加える
無機酸化物粉体の表面積が0を越えかつ1×1052
モル以下の範囲であり、さらに好ましくは1×102
1×1052/モル、最も好ましくは1×102〜4×
1042/モルとなるように添加するのが良い。
The catalyst of the present invention may further contain at least one inorganic oxide selected from titanium oxide, zirconium oxide, and tin oxide. It is possible to improve the heat resistance of the catalyst. The preferred usage of these inorganic oxides is, for example, that the surface area of the inorganic oxide powder to be added exceeds 0 and 1 × 10 5 m 2 /
Mol or less, and more preferably 1 × 10 2 to
1 × 10 5 m 2 / mole, most preferably 1 × 10 2 to 4 ×
It is preferable to add so as to be 10 4 m 2 / mol.

【0012】ここで、加える無機酸化物粉体の表面積
(m2/モル)とは、使用した酸化物粉体の重量(g)
に該酸化物の比表面積(m2/g)を乗じたものを、触
媒に使用したバナジウム、A群元素の金属状態でのモル
数の総和(モル)で除したものである。また、比表面積
は、BET(Brunaer−Emmett−Tell
er)法により測定したものである。
Here, the surface area (m 2 / mol) of the inorganic oxide powder to be added means the weight (g) of the oxide powder used.
Is multiplied by the specific surface area (m 2 / g) of the oxide, and is divided by the total (mol) of the number of moles of vanadium and group A elements used in the catalyst in the metal state. The specific surface area is determined by BET (Brunaer-Emmett-Tell).
er) method.

【0013】これらの触媒の調製方法および原料につい
ては、特に制限されるものではなく従来から一般に用い
られている手法により調製することができる。例えば原
料としては、使用する元素の硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩、
リン酸塩、炭酸塩等の無機塩や、蓚酸塩、クエン酸塩、
酒石酸塩等の有機酸塩類の他、錯塩、あるいは酸化物な
どが使用可能である。これらは触媒調製時の焼成等によ
り、対応する酸化物あるいは複合酸化物として触媒中に
存在するものと考えられる。また、酸化チタン、酸化ジ
ルコニウム、酸化錫は、市販の酸化物、あるいは対応す
る塩より調製した酸化物などの粉体が使用でき、BET
比表面積としては5〜100m2/gのものが好適に使
用可能である。
The preparation method and raw materials of these catalysts are not particularly limited, and they can be prepared by a conventionally used method. For example, raw materials include nitrates, sulfates, hydrochlorides,
Inorganic salts such as phosphates and carbonates, oxalates, citrates,
In addition to organic acid salts such as tartrate, complex salts or oxides can be used. It is considered that these are present in the catalyst as a corresponding oxide or composite oxide due to calcination during preparation of the catalyst. For titanium oxide, zirconium oxide and tin oxide, commercially available oxides or powders of oxides prepared from corresponding salts can be used.
Those having a specific surface area of 5 to 100 m 2 / g can be suitably used.

【0014】触媒を調製する際には、これら各元素の原
料化合物をなるべく均一に混合することが好ましく、水
等の分散溶媒中で攪拌混合して、液状、スラリー状、粘
土状とする。またこのときウィスカー等の繊維状物を同
時に混合することによって触媒の強度を高めることも有
効な方法である。
In preparing the catalyst, it is preferable to mix the raw material compounds of these elements as uniformly as possible. The mixture is stirred and mixed in a dispersion solvent such as water to form a liquid, slurry, or clay. At this time, it is also effective to increase the strength of the catalyst by simultaneously mixing fibrous materials such as whiskers.

【0015】触媒に形状を付与する方法としては、従来
公知の方法が使用可能であり、スラリー液を加熱した耐
熱性担体上に噴霧する焼き付け法や、転動造粒法、含浸
法等の担持法や、押し出し成形等の方法を用いることが
できる。
As a method for imparting a shape to the catalyst, a conventionally known method can be used, and a baking method in which a slurry liquid is sprayed on a heated heat-resistant carrier, a rolling granulation method, an impregnation method, or the like. And extrusion and other methods.

【0016】担持法を採用する場合、使用する担体の素
材は特に規定しないが、炭化ケイ素、シリカ、アルミ
ナ、ステアタイト、陶器、磁器等触媒担体として通常使
用される高温酸化雰囲気で安定な不活性担体であればい
ずれでも用いることができるが、好ましくは炭化ケイ素
製のものであり、より好ましくは純度95%以上の高純
度炭化ケイ素製のものが好適に使用できる。担体の形状
は特に限定されず球、リング、半リング、円柱、円錐、
サドル状等の粒状のものが好適に用いられ、より好まし
くは見かけ外径として平均3〜15mm程度のものが使
用できる。
When the supporting method is adopted, the material of the carrier to be used is not particularly limited, but it is stable and inert in a high-temperature oxidizing atmosphere usually used as a catalyst carrier such as silicon carbide, silica, alumina, steatite, pottery, and porcelain. Any carrier can be used, but a carrier made of silicon carbide is preferable, and a carrier made of high-purity silicon carbide having a purity of 95% or more is more preferably used. The shape of the carrier is not particularly limited, and a sphere, a ring, a half ring, a cylinder, a cone,
Granules such as saddles are preferably used, and more preferably those having an average outer diameter of about 3 to 15 mm.

【0017】反応の原料として用いる2,4,5−トリ
アルキルベンズアルデヒドとしては、任意のアルキル基
を持つものが使用可能であるが、アルキル基の炭素数が
大きくなるほど酸化反応時の発熱量が増大するため、ア
ルキル基の炭素数は少ないほうが好ましくC1〜C3の
アルキル基を持つものが好適に使用できる。中でも2,
4,5−トリメチルベンズアルデヒドは、酸化反応時の
発熱量も少なく、比較的安価な1,2,4−トリメチル
ベンゼン(以下、プソイドキュメンと記すことがある)
を、HF−BF3、HSO3F−SbF5,CF3SO3
等の存在下、常温で一酸化炭素(CO)によるカルボニ
ル化反応により高い収率で製造することができるため、
無水ピロメリット酸を安価に製造するための原料として
は特に好ましい。
As the 2,4,5-trialkylbenzaldehyde used as a raw material for the reaction, those having an arbitrary alkyl group can be used, but the calorific value during the oxidation reaction increases as the number of carbon atoms in the alkyl group increases. Therefore, it is preferable that the number of carbon atoms of the alkyl group is small, and those having a C1 to C3 alkyl group can be suitably used. Among them 2,
4,5-Trimethylbenzaldehyde generates less heat during the oxidation reaction and is relatively inexpensive 1,2,4-trimethylbenzene (hereinafter sometimes referred to as pseudocumene).
With HF-BF 3 , HSO 3 F-SbF 5 , CF 3 SO 3 H
Can be produced in a high yield by carbonylation reaction with carbon monoxide (CO) at room temperature in the presence of
It is particularly preferable as a raw material for inexpensively producing pyromellitic anhydride.

【0018】また本発明においては、原料として2,
4,5−トリアルキルベンズアルデヒドと1,2,4,
5−テトラアルキルベンゼンの混合物を用いて反応する
ことも可能であり、これらの混合物は任意の混合比で使
用することができる。
Further, in the present invention, as a raw material,
4,5-trialkylbenzaldehyde and 1,2,4
The reaction can be carried out using a mixture of 5-tetraalkylbenzenes, and these mixtures can be used in any mixing ratio.

【0019】反応は、固定床式反応器に触媒を充填し
2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒド、あるいは
2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒドと1,2,
4,5−テトラアルキルベンゼンの混合物と、分子状酸
素含有ガスを混合した原料ガスを、所定の温度に制御さ
れた熱媒中に保持された反応管に充填された触媒層に通
じることによって行う。工業的には気相酸化反応に一般
的に用いられる反応ガス入口部空間と出口部空間を共有
する複数の反応管が熱媒中に保持された多管式熱交換器
型の反応器が好適に使用できる。反応管径は特に限定さ
れないが、接触気相酸化反応で通常用いられる内径15
mm〜30mmのものが使用できる。
In the reaction, a fixed bed reactor is charged with a catalyst, and 2,4,5-trialkylbenzaldehyde or 2,4,5-trialkylbenzaldehyde and 1,2,5
The reaction is performed by passing a raw material gas obtained by mixing a mixture of 4,5-tetraalkylbenzene and a molecular oxygen-containing gas through a catalyst layer filled in a reaction tube held in a heating medium controlled at a predetermined temperature. Industrially, a multi-tube heat exchanger type reactor in which a plurality of reaction tubes sharing a reaction gas inlet space and an outlet space generally used for a gas phase oxidation reaction are held in a heating medium is preferable. Can be used for The diameter of the reaction tube is not particularly limited.
mm to 30 mm can be used.

【0020】本発明は、かかる反応管に触媒活性成分の
比表面積が50m2/g以下である酸化物触媒を充填し
て、原料ガスを流通し接触気相酸化反応を行うものであ
る。
According to the present invention, such a reaction tube is filled with an oxide catalyst having a specific surface area of the catalytically active component of 50 m 2 / g or less, and a catalytic gas phase oxidation reaction is carried out by flowing a raw material gas.

【0021】本発明において、反応条件は特に限定され
るものではないが、好ましい空間速度は500〜10,
000h-1、特に好ましくは1,000〜8,000h
-1である。 また、反応温度は、熱媒温度で300〜5
00℃であり、好ましくは350℃〜450℃である。
原料ガス濃度は、分子状酸素含有ガス1m3(標準状
態)当りの質量として(以後g/m3と表記する)10
〜100g/m3、好ましくは10〜50g/m3であ
る。
In the present invention, the reaction conditions are not particularly limited, but the preferred space velocity is 500-10,
000 h -1 , particularly preferably 1,000 to 8,000 h
It is -1 . The reaction temperature is 300 to 5 at the temperature of the heating medium.
00 ° C, preferably 350 ° C to 450 ° C.
The raw material gas concentration is expressed as a mass per 1 m 3 (standard state) of the molecular oxygen-containing gas (hereinafter referred to as g / m 3 ).
To 100 g / m 3, preferably 10 to 50 g / m 3.

【0022】また、分子状酸素含有ガスとしては、空
気、酸素、あるいは窒素や二酸化炭素など反応に関与し
ない不活性ガスと酸素との混合ガスを用いることができ
る。
As the molecular oxygen-containing gas, air, oxygen, or a mixed gas of oxygen and an inert gas not involved in the reaction such as nitrogen or carbon dioxide can be used.

【実施例】 以下、実施例を用いて、本発明をさらに具
体的に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples.

【0023】なお、実施例および比較例中の無水ピロメ
リット酸の収率(モル%)は、液体クロマトグラフによ
り測定した値であり、以下の式により定義される。
[(生成した無水ピロメリット酸のモル数)/(供給原
料のモル数)]×100
The yield (mol%) of pyromellitic anhydride in Examples and Comparative Examples is a value measured by liquid chromatography and is defined by the following equation.
[(Mol number of generated pyromellitic anhydride) / (mol number of feed material)] × 100

【0024】[触媒調製] 触媒A 脱イオン水400ml中に蓚酸240gを溶解させ、こ
れにメタバナジン酸アンモニウム100gを加え均一に
溶解した後、第1リン酸アンモニウム3.07gを加え
均一に混合した。ここにさらに表面積20m2/gのア
ナターゼ型酸化チタン214g、炭化珪素ウィスカー1
7gを加えて均一なスラリーとなるまで十分攪拌混合
し、600mlの触媒成分スラリーを調製した。外部加
熱式の回転炉中に外径7mm、長さ7mmのリング状炭
化ケイ素担体200mlを入れて200〜350℃に予
熱しておき、先に調製した触媒成分スラリーを噴霧して
触媒物質10gを担持させた。ついで焼成炉にて500
℃で6時間焼成し触媒Aを得た。担持された触媒活性物
質粉体を剥離回収して比表面積を湯浅アイオニクス製4
−ソープ U2Cで測定したところ14.5m2/gで
あった。
[Preparation of Catalyst] Catalyst A 240 g of oxalic acid was dissolved in 400 ml of deionized water, and 100 g of ammonium metavanadate was added and dissolved uniformly. Then, 3.07 g of ammonium monophosphate was added and mixed. Here, 214 g of anatase-type titanium oxide having a surface area of 20 m 2 / g and silicon carbide whisker 1
7 g was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed until a uniform slurry was obtained, thereby preparing a catalyst component slurry of 600 ml. 200 ml of a ring-shaped silicon carbide carrier having an outer diameter of 7 mm and a length of 7 mm was placed in an externally heated rotary furnace, preheated to 200 to 350 ° C., and the previously prepared catalyst component slurry was sprayed to obtain 10 g of a catalyst substance. Supported. Then in a firing furnace 500
Calcination was performed at 6 ° C. for 6 hours to obtain a catalyst A. The supported catalytically active substance powder is peeled and collected, and the specific surface area is made by Yuasa Ionics.
-Soap It was 14.5 m < 2 > / g as measured by U2C.

【0025】触媒B 比表面積20m2/gの酸化チタンに代えて、比表面積6
4m2/gの酸化チタンを用いた以外は触媒Aと同様にし
て触媒Bを調製した。 担持された触媒活性物質粉体を
剥離回収して比表面積を測定したところ52m2/gで
あった。
Catalyst B The specific surface area was 6 instead of titanium oxide having a specific surface area of 20 m 2 / g.
A catalyst B was prepared in the same manner as the catalyst A except that 4 m 2 / g of titanium oxide was used. The supported catalytically active substance powder was peeled and collected, and the specific surface area was measured to be 52 m 2 / g.

【0026】触媒C 脱イオン水400ml中に蓚酸240gを溶解させ、こ
れにメタバナジン酸アンモニウム100gおよびパラモ
リブデン酸アンモニウム15.1gを加え均一に混合し
た後、第1リン酸アンモニウム3.07gおよびあらか
じめ少量の脱イオン水に溶解した硝酸銀6.53gを加
え均一に混合した。ここにさらに表面積20m2/gの
アナターゼ型酸化チタン214g、炭化珪素ウィスカー
17gを加えて均一なスラリーとなるまで十分攪拌混合
し、600mlの触媒成分スラリーを調製した。外部加
熱式の回転炉中に外径7mm、長さ7mmのリング状炭
化ケイ素担体200mlを入れて200〜350℃に予
熱しておき、先に調製した触媒成分スラリーを噴霧して
触媒物質10gを担持させた。ついで焼成炉にて500
℃で6時間焼成し触媒Aを得た。担持された触媒活性物
質粉体を剥離回収して比表面積を測定したところ18.
4m2/gであった。
Catalyst C 240 g of oxalic acid was dissolved in 400 ml of deionized water, and 100 g of ammonium metavanadate and 15.1 g of ammonium paramolybdate were added thereto and mixed uniformly. 6.53 g of silver nitrate dissolved in deionized water was added and mixed uniformly. Further, 214 g of anatase-type titanium oxide having a surface area of 20 m 2 / g and 17 g of silicon carbide whiskers were added thereto and sufficiently stirred and mixed until a uniform slurry was obtained, thereby preparing a catalyst component slurry of 600 ml. 200 ml of a ring-shaped silicon carbide carrier having an outer diameter of 7 mm and a length of 7 mm was placed in an externally heated rotary furnace, preheated to 200 to 350 ° C., and the previously prepared catalyst component slurry was sprayed to obtain 10 g of a catalyst substance. Supported. Then in a firing furnace 500
Calcination was performed at 6 ° C. for 6 hours to obtain a catalyst A. 17. The supported catalytically active substance powder was peeled and collected, and the specific surface area was measured.
It was 4 m 2 / g.

【0027】触媒D 表面積20m2/gのアナターゼ型酸化チタン214g
を使用しない以外は触媒Cと同様に触媒Dを調製した。
担持された触媒活性物質粉体を剥離回収して比表面積を
測定したところ16.7m2/gであった。
Catalyst D 214 g of anatase type titanium oxide having a surface area of 20 m 2 / g
Catalyst D was prepared in the same manner as Catalyst C except that was not used.
The carried catalytically active substance powder was peeled and collected, and the specific surface area was measured to be 16.7 m 2 / g.

【0028】実施例1 触媒Aを、内径25mm、長さ400mmのステンレス
鋼製の反応管に触媒層長200mmとなるように充填
し、さらに予熱層として平均粒子径5mmのガラス玉を
層長約100mm充填した。この触媒層に30g/m3
の濃度の2,4,5−トリメチルベンズアルデヒドおよ
び残部が空気である原料混合ガスを6.3L/分で通じ
て反応を行った。反応温度370℃の時、最も高い無水
ピロメリット酸収率が得られ無水ピロメリット酸収率は
70.7モル%(104.1質量%)であった。
Example 1 Catalyst A was filled into a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 25 mm and a length of 400 mm so as to have a catalyst layer length of 200 mm, and a glass ball having an average particle diameter of 5 mm was further used as a preheating layer. 100 mm was filled. 30 g / m 3 of the catalyst layer
The reaction was carried out by passing 2,4,5-trimethylbenzaldehyde having a concentration of 5% and a raw material mixed gas whose balance was air at 6.3 L / min. At the reaction temperature of 370 ° C., the highest yield of pyromellitic anhydride was obtained, and the yield of pyromellitic anhydride was 70.7 mol% (104.1% by mass).

【0029】比較例1 実施例1において触媒Aに代え触媒Bを用いた以外は実
施例1と同様に2,4,5−トリメチルベンズアルデヒ
ドの接触気相酸化反応を行った。反応温度370℃の
時、最も高い無水ピロメリット酸収率が得られ無水ピロ
メリット酸収率は66.4モル%(97.8質量%)で
あった。
Comparative Example 1 A catalytic gas phase oxidation reaction of 2,4,5-trimethylbenzaldehyde was carried out in the same manner as in Example 1 except that catalyst B was used instead of catalyst A. At the reaction temperature of 370 ° C., the highest yield of pyromellitic anhydride was obtained, and the yield of pyromellitic anhydride was 66.4 mol% (97.8% by mass).

【0030】実施例2 実施例1において触媒Aに代え触媒Cを用いた以外は実
施例1と同様に2,4,5−トリメチルベンズアルデヒ
ドの接触気相酸化反応を行った。反応温度390℃の
時、最も高い無水ピロメリット酸収率が得られ無水ピロ
メリット酸収率は76.0モル%(111.9質量%)
であった。
Example 2 A catalytic gas phase oxidation reaction of 2,4,5-trimethylbenzaldehyde was carried out in the same manner as in Example 1 except that the catalyst C was used in place of the catalyst A. When the reaction temperature is 390 ° C., the highest yield of pyromellitic anhydride is obtained, and the yield of pyromellitic anhydride is 76.0 mol% (111.9 mass%).
Met.

【0031】実施例3 実施例1において触媒Aに代え触媒Dを用いた以外は実
施例1と同様に反応を行った結果76.5モル%(11
2.6質量%)の収率で無水ピロメリット酸が得られ
た。
Example 3 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that catalyst D was used instead of catalyst A. As a result, 76.5 mol% (11
Pyromellitic anhydride was obtained in a yield of 2.6 mass%).

【0032】実施例4 反応原料を2,4,5−トリメチルベンズアルデヒドと
デュレン(1:1モル比)の混合物を用いた以外は実施
例2と同様にして反応を行ったところ68.1モル%の
収率で無水ピロメリット酸が得られた。
Example 4 The reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that a mixture of 2,4,5-trimethylbenzaldehyde and durene (1: 1 molar ratio) was used as a reaction raw material. Pyromellitic anhydride was obtained in a yield of 1.

【0033】比較例2 実施例4において触媒Cに代え触媒Bを用いた以外は実
施例4と同様に反応を行った結果60.7モル%の収率
で無水ピロメリット酸が得られた。
Comparative Example 2 The reaction was carried out in the same manner as in Example 4 except that catalyst B was used instead of catalyst C. As a result, pyromellitic anhydride was obtained in a yield of 60.7 mol%.

【0034】[0034]

【発明の効果】 無水ピロメリット酸を製造する際に、
本発明の触媒の存在下に2,4,5−トリアルキルベン
ズアルデヒドあるいは2,4,5−トリアルキルベンズ
アルデヒドと1,2,4,5−テトラアルキルベンゼン
の混合物を接触気相酸化することにより、高純度の無水
ピロメリット酸を安価に製造することができる。
Effect of the Invention When producing pyromellitic anhydride,
By subjecting 2,4,5-trialkylbenzaldehyde or a mixture of 2,4,5-trialkylbenzaldehyde and 1,2,4,5-tetraalkylbenzene to catalytic gas phase oxidation in the presence of the catalyst of the present invention, high catalytic oxidation is achieved. Pyromellitic anhydride of high purity can be produced at low cost.

フロントページの続き Fターム(参考) 4C071 AA01 AA08 BB01 CC12 EE05 FF15 KK03 LL07 4G069 AA03 AA08 AA09 AA11 AA12 BA04A BA04B BA04C BA05A BB04A BB04B BB04C BB15B BC08A BC22A BC26A BC32A BC32B BC32C BC38A BC54A BC54B BC54C BC55A BC59A BC59B BC59C BC60A BD03A BD05B BD07A BD07B BD07C BD08A CB07 DA06 EA02Y EC02X EC02Y FA02 FA03 FB24 FB57 4H039 CA65 CC90 Continuation of the front page F term (reference) 4C071 AA01 AA08 BB01 CC12 EE05 FF15 KK03 LL07 4G069 AA03 AA08 AA09 AA11 AA12 BA04A BA04B BA04C BA05A BB04A BB04B BB04C BB15B BC08A BC22 BCBC BCA BCBC BC BC BC BC BC BC BC BC BD07B BD07C BD08A CB07 DA06 EA02Y EC02X EC02Y FA02 FA03 FB24 FB57 4H039 CA65 CC90

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 無水ピロメリット酸を製造する際に、触
媒活性成分の比表面積が50m2/g以下である触媒の
存在下に、2,4,5−トリアルキルベンズアルデヒド
を分子状酸素含有ガスで接触気相酸化することを特徴と
する無水ピロメリット酸の製造方法。
When producing pyromellitic anhydride, a 2,4,5-trialkylbenzaldehyde is added to a molecular oxygen-containing gas in the presence of a catalyst having a specific surface area of a catalytically active component of 50 m 2 / g or less. A process for producing pyromellitic dianhydride by catalytic gas phase oxidation.
【請求項2】 該触媒の活性成分としてバナジウムを含
んでなる請求項1に記載の無水ピロメリット酸製造方
法。
2. The method for producing pyromellitic anhydride according to claim 1, comprising vanadium as an active component of the catalyst.
【請求項3】 該触媒の活性成分が、さらにモリブデ
ン、タングステン、リン、ホウ素、銀、アンチモン、硫
黄、ニオブ、アルカリ土類金属、希土類元素からなる群
から選ばれた少なくとも1つの元素を含んでなる請求項
2に記載の無水ピロメリット酸製造方法。
3. The active component of the catalyst further includes at least one element selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, phosphorus, boron, silver, antimony, sulfur, niobium, alkaline earth metals, and rare earth elements. The method for producing pyromellitic anhydride according to claim 2.
【請求項4】 該触媒の活性成分が、さらにTiO2
ZrO2、SnO2よりなる群から選ばれた少なくとも1
種の無機酸化物粉体を含有してなる請求項2または3に
記載の無水ピロメリット酸の製造方法。
4. The catalyst according to claim 1, wherein the active component is TiO 2 ,
At least one selected from the group consisting of ZrO 2 and SnO 2
The method for producing pyromellitic anhydride according to claim 2 or 3, wherein the method comprises containing at least one inorganic oxide powder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2135671A2 (en) 2008-06-19 2009-12-23 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Catalyst and method for producing carboxylic acid and/or carboxylic anhydride in the presence of the catalyst

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2135671A2 (en) 2008-06-19 2009-12-23 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Catalyst and method for producing carboxylic acid and/or carboxylic anhydride in the presence of the catalyst
US8357625B2 (en) 2008-06-19 2013-01-22 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Catalyst and method for producing carboxylic acid and/or carboxylic anhydride in the presence of the catalyst

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