[发明专利]甲基丙烯酸制造用催化剂及其制造方法、以及甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯的制造方法

说明书

本发明提供用于以比以往更高的收率制造甲基丙烯酸的Mo－V系氧化物催化剂。一种甲基丙烯酸制造用催化剂，其特征在于，是在通过甲基丙烯醛的氧化而制造甲基丙烯酸时使用的催化剂，上述催化剂包含含有钼的金属氧化物，上述金属氧化物具有满足下述条件(a)和(b)的环状结构。(a)满足下述式(I)的环状结构。(Mo、V和X的摩尔数的合计)：(O的摩尔数)：O＝7：35(I)(式(I)中，Mo、V和O分别表示钼、钒和氧。X表示选自钨、铁、铜、铋等中的至少1种元素)(b)7个金属－氧八面体(八面结构体)各自共有邻接的顶点的氧键合而成的环状结构。

技术领域

本发明涉及甲基丙烯酸制造用催化剂和其制造方法、以及甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯的制造方法。

背景技术

金属氧化物催化剂在烃、羰基化合物、醇等含氧有机物的氧化反应、氨氧化、氧化脱水、CO、不饱和化合物的氢化、脱氢催化剂、固体酸·碱催化剂等中正被实用化(非专利文献1)。

作为金属氧化物催化剂，已知有含有钼和钒的氧化物催化剂(以下，也记载为“Mo－V系氧化物催化剂”)。Mo－V系氧化物催化剂作为在以乙烷、丙烷为代表的低级烷烃的选择氧化、氨氧化中使用的催化剂以及将丙烯醛进行选择氧化而制造丙烯酸的催化剂等正被工业化。相对于含钼杂多酸系催化剂，Mo－V系氧化物催化剂的耐热性优异，因此可期待催化剂寿命长。

作为将Mo－V系氧化物催化剂应用于不饱和醛的选择氧化的例子，可举出以下的例子。将Mo－V系氧化物催化剂应用于丙烯醛和甲基丙烯醛的选择氧化，结果分别显示了“丙烯醛转化率100％、丙烯酸选择率97％”、“甲基丙烯醛转化率57％、甲基丙烯酸选择率19％”(非专利文献2)。将含有钨的Mo－V系氧化物催化剂应用于丙烯醛和甲基丙烯醛的选择氧化，结果分别显示了“丙烯醛转化率95％、丙烯酸选择率90％”、“甲基丙烯醛转化率40％、甲基丙烯酸选择率35％”(非专利文献3)。如此，Mo－V系氧化物适于丙烯醛选择氧化，与此相对，不适于甲基丙烯醛选择氧化。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：诸冈良彦、“催化剂”、1984年、第26卷、第2号、p.76

非专利文献2：Makoto Misono、“Applied Catalysis”、1990年、第64卷、p.1－30

非专利文献3：A.Drocher、D.Ohlig、S.Knoche、N.Gora、M.Heid、N.Menning、T.Petzold、H.Vogel、“Topics in Catalysis”、2016年、第59卷、p.1518－1532

发明内容

如上所述，Mo－V系氧化物催化剂与含钼杂多酸系催化剂相比，耐热性优异，但甲基丙烯酸收率不充分。

本发明的目的在于提供用于以比以往更高的收率制造甲基丙烯酸的含钼氧化物催化剂和其制造方法、以及使用该催化剂的甲基丙烯酸的制造方法和甲基丙烯酸酯的制造方法。

本发明人等鉴于上述课题，对能够适用于甲基丙烯醛的氧化的含钼氧化物催化剂进行了深入研究，结果发现通过使用包含含有特定的环状结构的金属氧化物的催化剂，能够以比以往更高的收率制造甲基丙烯酸，从而完成了本发明。

即，本发明为以下的[1]～[40]和[1’]～[21’]。

[1]一种甲基丙烯酸制造用催化剂，其特征在于，是在通过甲基丙烯醛的氧化而制造甲基丙烯酸时使用的催化剂，上述催化剂包含含有钼的金属氧化物，上述金属氧化物具有满足下述条件(a)和(b)的环状结构。

(a)满足下述式(I)的环状结构。

(Mo、V和X的摩尔数的合计)：(O的摩尔数)＝7：35(I)