УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕНАСЫЩЕННОЙ КИСЛОТЫ ИЛИ НЕНАСЫЩЕННОГО НИТРИЛА Российский патент 2015 года по МПК B01J37/00 B01J37/04 B01J37/08 C07C253/24 C07C255/06 C07C51/16 B01J23/28 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ ДАННОМУ ИЗОБРЕТЕНИЮ

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству и способу для изготовления катализатора и способу получения ненасыщенной кислоты или ненасыщенного нитрила.

Описание предшествующего уровня техники

Ранее привлекал к себе внимание способ подвергания пропана или изобутана реакции каталитического окисления в паровой фазе или каталитического аммоксидирования в паровой фазе, таким образом, чтобы получить соответствующую ненасыщенную карбоновую кислоту или ненасыщенный нитрил, и были предложены различные виды оксидных катализаторов, предпочтительно применяемых при таком получении.

В качестве способа получения оксидного катализатора, содержащего соединение Mo, соединение V и соединение Nb, известна технология получения оксидного катализатора посредством приготовления водного смешанного раствора, последующей распылительной сушки этого смешанного раствора и затем его обжига. В смешанном растворе, состоящем из ионов ниобия и различных ионов других металлов, отдельные ионы металлов имеют каждый разные интервалы pH стабильного состояния. Соответственно, такой смешанный раствор имеет чрезвычайно низкую стабильность в качестве раствора, и легко происходит выпадение осадка. В частности, в случае, в котором водный смешанный раствор содержит Mo-V-Nb-(Te/Sb), такой водный смешанный раствор обладает такой характерной особенностью, что он чрезвычайно легко становится студенистым в условиях без перемешивания. Следовательно, может иметь место то, что состав ингредиентов станет неравномерным в локальной области, в которой перемешивание является недостаточным, и что вследствие этого может происходить ухудшение каталитических характеристик. Кроме того, также может иметь место случай, когда становится невозможной подача приготовленного водного смешанного раствора в распылительную сушилку.

Для того чтобы предотвратить вышеуказанное явление, например, Патентный документ 1 описывает способ подачи водного смешанного раствора в трубопровод посредством регулирования времени удерживания на стадии приготовления и/или стадии сушки. Кроме того, Патентный документ 2 описывает способ регулирования времени без перемешивания на стадии приготовления. Помимо этого, Патентный документ 3 устанавливает, что мощность при перемешивании регулируют в пределах постоянного интервала во время стадии приготовления.

Список ссылок

Патентные документы

[Патентный документ 1] Выложенная заявка на патент Японии № 2003-181287.

[Патентный документ 2] Выложенная заявка на патент Японии № 2003-210982.

[Патентный документ 3] Выложенная заявка на патент Японии № 2007-117818.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проблемы, подлежащие разрешению посредством данного изобретения

В соответствии со способами, описанными в Патентных документах 1-3, водный смешанный раствор несомненно находится в по существу стабильном состоянии на протяжении длительного периода времени, так что может быть предотвращен его переход в студенистое состояние. Однако даже если такой водный смешанный раствор был предотвращен от перехода в студенистое состояние, часть водного смешанного раствора может стать студенистой. В частности, когда такой водный смешанный раствор производится в промышленном масштабе, могут иметь место случаи, в которых трубопровод для подачи приготовленного водного смешанного раствора в распылительную сушилку включает участки, на которых раствор легко задерживается или в которых проходит длительное время от приготовления водного смешанного раствора до его распылительной сушки. В результате, водный смешанный раствор легко становится студенистым. Если студенистый водный смешанный раствор непосредственным образом подают в распылительную сушилку, то может возникать засорение на пути его протекания. Кроме того, даже если водный смешанный раствор может быть подан в распылительную сушилку, возможен случай, в котором засорение образуется в распылительной сушилке, и, соответственно, затрудняется выполнение распылительной сушки. Если небольшое количество водного смешанного раствора приготавливают в лаборатории, то смешанный раствор, например, нагревают, так что он может быть возвращен снова во флюидизированное состояние. Однако в случае, в котором смешанный раствор приготавливают во время непрерывно выполняемых стадий, нагревание студенистого водного смешанного раствора затруднено.

В связи с этим данное изобретение было сделано при вышеуказанных обстоятельствах, и целью данного изобретения является предоставление устройства и способа для изготовления катализатора, которые могут обеспечивать равномерную подачу приготовленного водного смешанного раствора в сушилку, и способа получения ненасыщенной кислоты или ненасыщенного нитрила с применением вышеуказанного катализатора.

Средство для разрешения проблем

В результате тщательных исследований, направленных на достижение вышеуказанной цели, авторы данного изобретения обнаружили, что засорение трубопровода и распылительной сушилки может быть предотвращено посредством предоставления нагревательного узла в резервуаре для смешанного раствора для приготовления водного смешанного раствора, содержащего соединение Mo, соединение V и соединение Nb, и/или трубопроводе для подачи смешанного раствора из резервуара для смешанного раствора в распылительную сушилку, и также посредством предоставления фильтрационного узла в трубопроводе для удаления твердого и/или студенистого продукта, посредством чего достигается цель данного изобретения.

Более конкретно, данное изобретение состоит в следующем:

[1] Устройство для изготовления катализатора, содержащее резервуар, предназначенный для приготовления водного смешанного раствора, содержащий соединение Mo, соединение V и соединение Nb, сушилку, предназначенную для сушки распылением водного смешанного раствора, и трубопровод для соединения резервуара с сушилкой таким образом, чтобы водный смешанный раствор мог быть подан из резервуара в сушилку, в котором нагреватель, предназначенный для нагрева водного смешанного раствора, установлен в резервуаре и/или трубопроводе, а фильтр, предназначенный для фильтрования водного смешанного раствора, установлен в трубопроводе.

[2] Устройство для изготовления катализатора в соответствии с пунктом [1] выше, в котором по меньшей мере часть внутренней поверхности резервуара и/или внутренней поверхности трубопровода состоит из фторуглеродной смолы.

[3] Устройство для изготовления катализатора в соответствии с пунктом [1] или [2] выше, в котором охладитель, предназначенный для охлаждения водного смешанного раствора, установлен в резервуаре.

[4] Устройство для изготовления катализатора в соответствии с пунктом [3] выше, в котором по меньшей мере часть области установленных в резервуаре нагревателя и/или охладителя, области, допущенной для соприкосновения с водным смешанным раствором, состоит из фторуглеродной смолы.

[5] Устройство для изготовления катализатора в соответствии с любым одним пунктом из [1] по [4] выше, содержащее внутри резервуара промыватель, предназначенный для промывки внутренней поверхности резервуара.

[6] Устройство для изготовления катализатора в соответствии с пунктом [5] выше, в котором промыватель предназначен для того, чтобы распылять и/или инжектировать воду в резервуар таким образом, что воде предоставляется возможность соприкосновения с внутренней поверхностью резервуара.

[7] Устройство для изготовления катализатора в соответствии с любым одним пунктом из [1] по [6] выше, содержащее несколько резервуаров, в котором резервуары скомпонованы таким образом, что водный смешанный раствор, приготовленный в одном или нескольких резервуарах, сушится распылением с помощью сушилки, и после этого водный смешанный раствор, приготовленный в других одном или нескольких резервуарах, которые отличаются от упомянутых выше одного или нескольких резервуаров, сушится распылением с помощью сушилки.

[8] Способ изготовления катализатора с применением устройства для изготовления катализатора в соответствии с любым одним пунктом из [1] по [7] выше, включающий:

(a) стадию приготовления водного смешанного раствора, содержащего соединение Mo, соединение V и соединение Nb; и

(b) стадию сушки водного смешанного раствора с помощью сушилки,

в котором устройство для изготовления катализатора содержит несколько резервуаров, и

данный способ включает:

наряду с распылительной сушкой водного смешанного раствора из одного или нескольких резервуаров стадию дополнительного приготовления водного смешанного раствора в других одном или нескольких резервуарах, которые отличаются от упомянутых выше одного или нескольких резервуаров; и

стадию непрерывной распылительной сушки водного смешанного раствора посредством подачи водного смешанного раствора, приготовленного в других одном или нескольких резервуарах, в сушилку и распылительной сушки водного смешанного раствора, после того как водный смешанный раствор из упомянутых выше одного или нескольких резервуаров высушен распылением.

[9] Способ изготовления катализатора с применением устройства для изготовления катализатора в соответствии с любым одним пунктом из [1] по [7] выше, в котором катализатор имеет состав, представленный приведенной ниже формулой (1):

MoV_aNb_bX_cT_dZ_eO_n... (1)

(в которой X представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Sb, Te, Sr, Ba, Sc, Y, La, Ce, Pr, Yb, W, Cr, Ta, Ti, Zr, Hf, Mn, Re, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Ag, Zn, B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, P, Bi, редкоземельных элементов и щелочноземельных элементов; T представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Au, Zn, B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, P и Bi; Z представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из La, Ce, Pr, Yb, Y, Sc, Sr и Ba; a, b, c, d и e находятся в пределах интервалов 0,01≤a≤1, 0,01≤b≤1, 0,01≤c≤1, 0≤d<1 и 0≤e<1, соответственно; и n является величиной, удовлетворяющей балансу валентностей).

[10] Способ изготовления катализатора в соответствии с пунктом [8] выше, в котором катализатор имеет состав, представленный приведенной ниже общей формулой (1):

MoV_aNb_bX_cT_dZ_eO_n... (1)

(в которой X представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Sb, Te, Sr, Ba, Sc, Y, La, Ce, Pr, Yb, W, Cr, Ta, Ti, Zr, Hf, Mn, Re, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Ag, Zn, B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, P, Bi, редкоземельных элементов и щелочноземельных элементов; T представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Au, Zn, B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, P и Bi; Z представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из La, Ce, Pr, Yb, Y, Sc, Sr и Ba; a, b, c, d и e находятся в пределах интервалов 0,01≤a≤1, 0,01≤b≤1, 0,01≤c≤1, 0≤d<1 и 0≤e<1, соответственно; и n является величиной, удовлетворяющей балансу валентностей).

[11] Способ получения ненасыщенной кислоты или ненасыщенного нитрила, включающий выполнение реакции каталитического окисления в паровой фазе или реакции каталитическое реакции аммоксидирования в паровой фазе пропана или изобутана таким образом, чтобы получить соответствующую ненасыщенную кислоту или ненасыщенный нитрил,

в котором применяют катализатор, полученный способом изготовления катализатора в соответствии с любым одним пунктом из [8] по [10] выше.

Преимущества изобретения

В соответствии с данным изобретением может быть предоставлено устройство и способ для изготовления катализатора, которые могут обеспечивать равномерную подачу приготовленного водного смешанного раствора в сушилку, и способ получения ненасыщенной кислоты или ненасыщенного нитрила с применением вышеуказанного катализатора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой частичный схематический вид, показывающий пример устройства для изготовления катализатора по данному варианту осуществления;

Фиг. 2 представляет собой схематический вид, показывающий пример узла для регулирования температуры 150, показанного на Фиг. 1;

Фиг. 3 представляет собой частичный вид поперечного сечения, схематически показывающий пример узла для промывки;

Фиг. 4 представляет собой схематический вид поперечного сечения, показывающий пример сетчатого фильтра типа «Y» 140, показанного на Фиг. 1;

Фиг. 5 показывает вариант осуществления с несколькими резервуарами для смешанного раствора и распылительной сушилкой для выполнения способа изготовления катализатора по данному варианту осуществления; и

Фиг. 6 показывает другой вариант осуществления с несколькими резервуарами для смешанного раствора и распылительной сушилкой для выполнения способа изготовления катализатора по данному варианту осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее в данном документе будет подробно описан вариант осуществления для выполнения данного изобретения (далее в данном документе сокращенно называемый «данный вариант осуществления»), при ссылках на чертежи, в случае необходимости. Следует заметить, что данное изобретение не ограничивается представленным ниже вариантом, и что оно может быть выполнено в различных модификациях в пределах его сущности. Кроме того, одно и то же обозначение приведено для одного и того же элемента на чертежах, так что частично совпадающие пояснения опущены. Относительные положения (позиции сверху, снизу, слева, справа, и т.п.) основаны на относительных положениях, показанных на чертежах, если не указано иное. Кроме того, соотношения размеров, использованные на чертежах, не ограничиваются теми соотношениями, что показаны на чертежах. В данном описании японский термин «тего» (приготовление) имеет такое же значение, что и японский термин «тесэй» (приготовление).

Устройство для изготовления катализатора (далее в данном документе иногда называемое просто «устройство для изготовления» или «устройство для изготовления катализатора») по данному варианту осуществления содержит резервуар, предназначенный для приготовления водного смешанного раствора, содержащего соединение Mo, соединение V и соединение Nb, сушилку, предназначенную для сушки распылением водного смешанного раствора, и трубопровод для соединения резервуара с сушилкой таким образом, что водный смешанный раствор может быть подан из резервуара в сушилку, в котором нагреватель, предназначенный для нагрева водного смешанного раствора, установлен в резервуаре и/или трубопроводе, и фильтр, предназначенный для фильтрования водного смешанного раствора, установлен в трубопроводе.

Фиг. 1 представляет собой частичный схематический вид, показывающий пример устройства для изготовления катализатора по данному варианту осуществления. Это устройство 100 для изготовления содержит резервуар 110 для смешанного раствора, сушилку 120 и трубопровод L10 для их соединения. Резервуар 110 для смешанного раствора используют, чтобы приготавливать водный смешанный раствор, содержащий соединение Mo, соединение V и соединение Nb. Кроме того, резервуар 110 для смешанного раствора может быть скомпонован, чтобы хранить (сохранять) водный смешанный раствор. Сушилка 120 скомпонована, чтобы сушить распылением водный смешанный раствор. Трубопровод L10 соединяет резервуар 110 для смешанного раствора с сушилкой, так что водный смешанный раствор, приготовленный в резервуаре 110 для смешанного раствора, может быть подан в сушилку 120.

Узлы 130 и 150 для регулирования температуры установлены в резервуаре 110 для смешанного раствора, и такой узел для регулирования температуры также установлен в трубопроводе L10 (не показан на фигуре). Фильтр 140 установлен в трубопроводе L10. Приготовленный водный смешанный раствор, который был нагрет узлами 130 и 150 для регулирования температуры в резервуаре 110 для смешанного раствора, нагревают узлом для регулирования температуры, установленным в трубопроводе L10, затем фильтруют фильтром 140 и после этого подают в сушилку 120.

В устройстве 100 для изготовления резервуар 110 для смешанного раствора имеет отверстие 112 для подачи исходного материала и отверстие 114 для выпуска водного смешанного раствора, и он также имеет мешалку 116 и узел 118 для промывки. Отверстие 112 для подачи исходного материала представляет собой впускное отверстие для подачи каждого ингредиента, используемого в качестве исходного материала для водного смешанного раствора, в резервуар 110 для смешанного раствора. Отверстие 114 для выпуска водного смешанного раствора представляет собой отверстие для выпуска приготовленного водного смешанного раствора в трубопровод L10.

В качестве узлов 130 и 150 для регулирования температуры могут быть использованы известные узлы для регулирования температуры, до тех пор, пока они обеспечивают возможность нагревания или охлаждения водного смешанного раствора, для того, чтобы регулировать температуру водного смешанного раствора в резервуаре 110 для смешанного раствора. Соответственно, вид узла для регулирования температуры не ограничивается особым образом. Один из узлов 130 и 150 для регулирования температуры может быть нагревателем, обладающим лишь функцией нагревания, а другой может быть нагревателем или узлом для нагревания-охлаждения, обладающим как функцией нагревания, так и функцией охлаждения. В другом случае, данные два узла могут быть оба узлами для нагревания-охлаждения. Или же один из узлов 130 и 150 для регулирования температуры может быть охладителем, обладающим функцией охлаждения водного смешанного раствора. В таком случае, другой узел является узлом для нагревания-охлаждения или нагревателем. Узел 130 для регулирования температуры нагревает или охлаждает резервуар 110 для смешанного раствора от температуры его окружающей среды, таким образом, что регулирует температуру содержащегося в нем водного смешанного раствора. В противоположность этому, узел для регулирования температуры 150 обладает возможностью непосредственного соприкосновения с водным смешанным раствором в резервуаре 110 для смешанного раствора, для того, чтобы регулировать его температуру. Узлы 130 и 150 для регулирования температуры могут использовать теплоноситель, такой как водяной пар, и охлаждающую среду, такую как вода, как и в случае теплообменника, и узлы могут также являться электрическими нагревателями.

Для того чтобы предотвратить прилипание водного смешанного раствора, элементы, размещенные на внутренней поверхности резервуара 110 для смешанного раствора и внутри резервуара 110 для смешанного раствора, и материалы, составляющие устройство, являются предпочтительно материалами, способными в уменьшению силы трения на внутренней поверхности. Примеры такого предпочтительного материала включают фторуглеродную смолу, стекло и кремнийорганическую смолу. В частности, на поверхности узла 150 для регулирования температуры, который легко достигает высокой температуры, загрязнения, вызванные прилипанием водного смешанного раствора, легко затвердевают за короткое время. Соответственно, с точки зрения простоты удаления такого затвердевшего продукта по меньшей мере часть данной области более предпочтительно состоит из фторуглеродной смолы.

Фиг. 2 представляет собой схематический вид, показывающий теплопередающую трубу, которая является элементом теплообменника, в случае, в котором узлом 150 для регулирования температуры является теплообменник для нагревания водного смешанного раствора посредством теплообмена с теплоносителем. Теплоноситель (например, вода, бензиловый спирт, этиленгликоль, толуол и силиконовое масло) подают в эту теплопередающую трубу 154, и, соответственно, водный смешанный раствор, которому предоставлена возможность соприкосновения с внешней поверхностью теплопередающей трубы 154, нагревают посредством тепла, передаваемого от теплоносителя через теплопередающую трубу 154. В теплопередающей трубе 154, в области 154a на стороне выше по потоку подаваемого теплоносителя, теплоноситель имеет более высокую температуру. Соответственно, имеет место большая разность в температуре по отношению к водному смешанному раствору. В результате, поверхность области 154a легко становится грязной. Следовательно, с вышеуказанной точки зрения, внешняя поверхность области 154a предпочтительно состоит из фторуглеродной смолы. С другой стороны, область 154b на стороне ниже по потоку подаваемого теплоносителя в теплопередающей трубе 154, на которой температура теплоносителя понизилась в результате теплообмена с водным смешанным раствором, предпочтительно состоит из материала с высокой теплопроводностью для того, чтобы дополнительно увеличить его эффективность теплообмена. Примеры такого материала включают нержавеющую сталь и углеродистую сталь. С той же самой точки зрения, как описано выше, более предпочтительным является то, что теплопередающая труба 154 состоит из материала с вышеописанной высокой теплопроводностью, и что внешняя поверхность области 154a на стороне выше по потоку подаваемого теплоносителя покрыта фторуглеродной смолой.

Для того чтобы подавать водный смешанный раствор из резервуара 110 для смешанного раствора в сушилку 120, насос 160 предпочтительно предоставлен на среднем участке трубопровода L10. Конструктивное исполнение насоса 160 не ограничивается особым образом, пока он способен подавать водный смешанный раствор. Примеры такого насоса включают винтовой насос, одноосевой эксцентриковый винтовой насос, центробежный насос и поршневой насос. С целью предотвращения увеличения температуры водного смешанного раствора и его ухудшения, а также с целью предотвращения пульсирующего потока, предпочтительно применяют одноосевой эксцентриковый винтовой насос. Кроме того, если применяют такой одноосевой эксцентриковый винтовой насос, то буферный резервуар, используемый для предотвращения пульсирующего потока, становится излишним, и в результате может сдерживаться засорение, вызываемое увеличением вязкости водного смешанного раствора в буферном резервуаре и/или трубопроводе.

Производительность насоса не ограничивается особым образом. Его производительность предпочтительно составляет от 10 до 300 л/ч, и давление на его выходе предпочтительно составляет от 0,1 до 5,0 МПа.

Мешалка 116 может быть размещена таким образом, что она может перемешивать водный смешанный раствор в резервуаре 110 для смешанного раствора. При этом термин «перемешивать» используют в данном описании для того, чтобы обозначать действие, направленное на перемещение вышеуказанного водного растворителя или водного смешанного раствора. Вид мешалки 116 не ограничивается особым образом, пока она способна перемешивать вещество, обладающее текучестью. Может быть использована известная мешалка. Мешалка 116 может содержать обычные перемешивающие лопасти, крыльчатки и т.п. Более конкретно, мешалка 116 может содержать, например, многоступенчатую лопасть, многоступенчатую наклонную лопасть, анкерную лопасть, червячную лопасть или лопасть в виде спиральной ленты. Кроме того, мешалка 116 может также содержать, например, в качестве перемешивающей лопасти для раствора с низкой вязкостью, пропеллер, дисковую турбину, импеллерную турбину, турбину с искривленными лопастями, гребневую турбину или турбину с угловыми лопастями. Из них, многоступенчатая наклонная лопасть является предпочтительной с точки зрения регулирования мощности при перемешивании. Помимо этого, перемешивающая лопасть, используемая в мешалке 116, предпочтительно является лопастью, которая может быть погружена в раствор до нижней части резервуара 110 для смешанного раствора. Если резервуар 110 для смешанного раствора имеет наклон в его нижней части, то мешалка 116 более предпочтительно имеет небольшой импеллер, который подходит для наклона.

Мощность (на которую далее в данном документе делается ссылка как на «Pv») перемешивающей лопасти мешалки 116, которая указана на единицу объема водного смешанного раствора в резервуаре 110 для смешанного раствора, представлена формулой (A), как описано ниже. Предпочтительная величина Pv составляет от 0,005 до 300 кВт/м³, более предпочтительно от 0,01 до 280 кВт/м³ и еще более предпочтительно от 0,1 до 250 кВт/м³.

Посредством поддерживания Pv при от 0,005 до 300 кВт/м³ засорение в трубопроводе, вызываемое загущением водного смешанного раствора, может быть предотвращено более эффективным образом, и, вместе с этим, образование вмятин в сухих частицах, полученных распылительной сушкой, может также быть предотвращено эффективным образом. Поскольку наличие таких вмятин вызывает уменьшение прочности оксидного катализатора, полученного после обжига, образование вмятин может быть предпочтительно сдержано. Величина Pv может быть отрегулирована посредством регулирования плотности раствора, количества водного смешанного раствора, числа оборотов вращения перемешивающей лопасти и т.д.

Pv=Np×ρ×n³×d⁵/V... (A)

При этом символы, используемые в формуле (A), имеют следующие значения:

Np: Число мощности (-), которое является безразмерным числом, относящимся к мощности, необходимой для перемешивания;

ρ: Плотность раствора (кг/м³);

n: Число оборотов вращения (с^-1) перемешивающей лопасти;

d: Диаметр (м) перемешивающей лопасти;

V: Количество (м³) водного смешанного раствора.

Np может быть вычислено при использовании приведенного ниже выражения (B1) для вычисления.

[Выражение 1]

При этом символы, используемые в выражениях (B1)-(B5), имеют следующие значения:

b: Ширина [м] перемешивающей лопасти;

d: Диаметр [м] перемешивающей лопасти;

D: Диаметр [м] резервуара для перемешивания;

Z: Глубина [м] раствора;

θ: Угол наклона [град] от горизонтальной поверхности перемешивающей лопасти.

Вязкость водного смешанного раствора во время перемешивания составляет предпочтительно от 1 до 100 сП, более предпочтительно от 2 до 90 сП и еще более предпочтительно от 2,5 до 80 сП.

Вязкость водного смешанного раствора может быть определена, например, методом измерения вязкости с применением коммерчески доступного вискозиметра или методом измерения потери давления в трубопроводе для подачи водного смешанного раствора. Когда измеряют вязкость раствора, загущение которого постепенно прогрессирует в неперемешиваемом состоянии, существует вероятность того, что вязкость постепенно изменяется после измерения с применением коммерчески доступного вискозиметра. Соответственно, с точки зрения воспроизводимости результатов измерения, вязкость предпочтительно определяют методом измерения потери давления в трубопроводе для подачи водного смешанного раствора.

Когда вязкость водного смешанного раствора определяют методом измерения потери давления в трубопроводе для подачи водного смешанного раствора, вязкость может быть вычислена с помощью следующего выражения (C1) для вычисления:

[Выражение 2]

При этом символы, используемые в формуле (C1), имеют следующие значения:

ΔP: Потеря давления (ммH₂O) в трубопроводе;

µ: Вязкость раствора (сП);

u: Средняя скорость подачи раствора (м/с);

L: Длина трубопровода (м);

D: Диаметр трубопровода (м).

Кроме того, когда водный смешанный раствор является полностью водным раствором, и твердые частицы не образуются посредством выпадение осадка или т.п. во время операции распылительной сушки, предпочтительные интервалы верхнего и нижнего пределов Pv не ограничиваются особым образом.

Узел 118 для промывки предпочтительно расположен в верхней части резервуара 110 для смешанного раствора. Узел 118 для промывки распыляет и/или инжектирует воду и обеспечивает возможность соприкосновения воды с внутренней поверхностью резервуара 110 для смешанного раствора, для того чтобы вымывать загрязнения, вызываемые водным смешанным раствором, которые налипают на внутреннюю поверхность резервуара 110 для смешанного раствора. Вид узла 118 для промывки не ограничивается особым образом, пока он обладает способностью вымывать загрязнения. Может быть использован известный узел для промывки. С точки зрения увеличения эффективности промывки, линейная скорость распыляемой и/или инжектируемой воды составляет предпочтительно 0,1 м/с или выше. Кроме того, воду предпочтительно распыляют и/или инжектируют в течение 5 минут или более. С той же самой точки зрения, как описано выше, несколько узлов 118 для промывки предпочтительно предоставляют в резервуаре 110 для смешанного раствора.

С точки зрения увеличения эффективности промывки, узел 118 для промывки предпочтительно способен распылять и/или инжектировать воду в нескольких направлениях. В особенности для верхней боковой стороны внутренней поверхности резервуара 110 для смешанного раствора затруднено предоставление соприкосновения с водным смешанным раствором. Соответственно, если загрязнения, обусловленные водным смешанным раствором, налипают на нее вследствие рассеивания капель жидкости или т.п., они затвердевают посредством непреднамеренного нагревания, и в результате их трудно удалить. Поэтому узел 118 для промывки более предпочтительно является узлом, способным к надежной промывке такой части.

После завершения изготовления катализатора или после того, как весь водный смешанный раствор выпущен из резервуара 110 для смешанного раствора после завершения приготовления водного смешанного раствора (при этом вышеуказанная сушка водного смешанного раствора или обжиг сухого продукта могут быть выполнены во время этой операции), эффективным является, если горячую воду при примерно 50°C заливают в резервуар 110 для смешанного раствора и затем перемешивают ее, чтобы удалить загрязнения. Кроме того, более эффективным является, если воду, полученную после промывки, подают в сушилку 120 и затем распыляют в ней, поскольку трубопровод L10, насос 160 и сушилка 120 могут быть также промыты водой.

Фиг. 3 представляет собой частичный вид поперечного сечения, схематически показывающий пример узла 118 для промывки. Узел 118 для промывки содержит сферическое распылительное сопло 118A и трубопровод L118 для подачи воды в распылительное сопло 118A. Распылительное сопло 118A имеет форму полой сферы и имеет множество сквозных отверстий 118B на поверхности сферы. Вода, подаваемая через трубопровод L118 в распылительное сопло 118A, распыляется и/или инжектируется через сквозные отверстия 118B в резервуар 110 для смешанного раствора. Вода может также быть распылена и/или инжектирована посредством разности давлений между внутренней и внешней стороной распылительного сопла 118A, а именно, посредством установки давления внутри распылительного сопла 118A выше, чем давление с внешней стороны распылительного сопла 118A. В качестве альтернативы, вода может также быть распылена и/или инжектирована посредством силы, генерированной вращением узла 118 для промывки, имеющего осевую линию трубопровода L118 в качестве центра.

Трубопровод L10 представляет собой узел для водного смешанного раствора или воды, который соединяет резервуар 110 для смешанного раствора с сушилкой 120. Материал для трубопровода L10 не ограничивается особым образом. Например, могут быть использованы фторуглеродная смола, стекло или кремнийорганическая смола. Из них фторуглеродная смола является предпочтительной, поскольку прилипание к ней загрязнений затруднено. Кроме того, с целью предотвращения засорения трубопровода вследствие накапливания загрязнений, предпочтительно предоставляют две системы трубопроводов L10 или более для соединения резервуара 110 для смешанного раствора с сушилкой 120, хотя они не показаны на фигуре. Узел для регулирования температуры (не показан на фигуре) предоставлен в части или во всем трубопроводе L10. Узел для регулирования температуры обладает по меньшей мере функцией нагревания, и он предпочтительно также обладает функцией охлаждения. С целью предотвращения увеличения вязкости водного смешанного раствора, а также с целью предотвращения загущения водного смешанного раствора вследствие непреднамеренного нагревания во время удержания раствора в трубопроводе L10 в течение длительного периода времени, температуру в трубопроводе L10 предпочтительно регулируют, и она может быть отрегулирована, например, при примерно 50°C. Время удержания водного смешанного раствора в трубопроводе L10 составляет предпочтительно от 3 секунд или более и 1 час или менее.

Фильтр 140 размещают перед сушилкой 120 по направлению подачи водного смешанного раствора. Как показано на Фиг. 1, в случае, в котором насос 160 предоставлен между резервуаром 110 для смешанного раствора и сушилкой 120, фильтр 140 предпочтительно размещают на стороне еще выше по потоку по вышеописанному направлению подачи, чем насос 160, с точки зрения предотвращения засорения насоса 160. Однако в случае применения насоса, который является труднозасоряемым, такого как одноосевой эксцентриковый винтовой насос, фильтр 140 может быть расположен на стороне либо выше по потоку, либо ниже по потоку (на стороне всасывания или на нагнетательной стороне) от насоса 160.

Вид фильтра 140 не ограничивается особым образом, пока он способен фильтровать водный смешанный раствор. В качестве фильтра 140 может быть использован обычный фильтр, такой как сетчатый фильтр или песочный фильтр. В качестве фильтра 140 предпочтительным является сетчатый фильтр типа «Y», типа «T» или типа «U». Такой сетчатый фильтр подает воду в направлении, противоположном направлению подачи водного смешанного раствора, и затем фильтрует воду через фильтр 140, таким образом, что выполняет обратную промывку загрязнений, осажденных на сетке. Кроме того, в отношении простоты такой обратной промывки, фильтр 140 особенно предпочтительно является сетчатым фильтр типа «Y».

Как в случае сетчатого фильтра типа «Y» 140a, показанного для примера на Фиг. 4, сетчатый фильтр типа «Y» содержит корпус 142 сетчатого фильтра, размещенное в нем сито 144 и держатель 146 сита, который поддерживает сито 144 и является отделяемым от корпуса 142 сетчатого фильтра. Сито 144 имеет, например, цилиндрическую форму, и оно имеет отверстие в верхней своей части, в которое втекает водный смешанный раствор, и также имеет большое число пор (например, ячеек) на своей боковой стороне. Когда водный смешанный раствор (или вода), втекающий в сетчатый фильтр типа «Y» 140a, проходит через сито 144, твердые загрязняющие вещества или студенистые ингредиенты захватываются ситом 144. Затем водный смешанный раствор (или вода) выпускается к месту ниже по потоку сетчатого фильтра типа «Y» 140a в состоянии, в котором такие загрязняющие вещества или ингредиенты удалены. Сито 144, которым были захвачены твердые загрязняющие вещества или студенистые ингредиенты, вместе с держателем 146 сита может быть удалено из корпуса 142 сетчатого фильтра и может быть промыто. Или же сито 144, которым были захвачены загрязняющие вещества или ингредиенты, может также быть промыто вышеописанной обратной промывкой, в состоянии, в котором оно остается присоединенным к корпусу 142 сетчатого фильтра.

Размер пор (например, ячеек) на боковой стороне сита 144 составляет предпочтительно от 0,05 до 30,0 мм в отношении диаметра поры. Согласно результатам исследований, проведенных авторами данного изобретения, размер таких пор составляет более предпочтительно от 0,10 до 15,0 мм, что является интервалом размеров, подходящим для захватывания загрязнений и т.п. Посредством установления размера пор в вышеуказанном интервале, увеличение давления, связанное с захватыванием загрязнений и т.п., сдерживается, и последующая обработка сушкой с применением сушилки может быть выполнена более благоприятным образом. Кроме того, посредством установления размера пор в вышеуказанном интервале загрязнения могут быть захвачены более эффективно.

Материал для сита 144 не ограничивается особым образом. Например, может быть использована нержавеющая сталь или углеродистая сталь. Из них, нержавеющая сталь является более предпочтительной, поскольку она трудно эродирует.

Водный смешанный раствор, который пропущен через вышеописанные фильтр 140 и насос 160, сушат в сушилке 120. Сушилка 120, показанная на Фиг. 1, является распылительной сушилкой. Однако тип сушилки не ограничивается этим, и может быть использована общеизвестная сушилка. Например, может быть использована сушилка для сушки испарением. Распылительная сушилка является предпочтительной, поскольку она легко производит псевдосферические частицы, которые предпочтительно используются для реакций в псевдоожиженном слое. Сушилка (распылительная сушилка) 120, показанная на Фиг. 1, содержит сушильную камеру 124, сопло 122 для распыления водного смешанного раствора в сушильную камеру 124 и отверстие 126 для выпуска сухого продукта, через которое выпускается сухой продукт водного смешанного раствора, полученный распылительной сушкой.

Система для распыления водного смешанного раствора в сушилке 120 не ограничивается особым образом. Например, это может быть пневмораспылительная сопловая система, такая как сопло 122, показанное на Фиг. 1. В другом случае она может быть также центробежной системой, сопловой системой высокого давления и т.д. Сопло 122, показанное на Фиг. 1 инжектирует распыляющий газ (например, воздух или газообразный азот) вместе с водным смешанным раствором, таким образом, что распыляющий газ содействует разделению водного смешанного раствора на мелкие частицы. В результате, при применении такого сопла 122 могут быть получены более тонкие частицы сухого продукта. Кроме того, тип источник тепла для сушки (не показан на фигуре) не ограничивается особым образом. Например, может быть использован воздух, нагретый водяным паром, электрический нагреватель или т.п. Температура водного смешанного раствора на входе сушилки 120 (далее в данном документе просто называемая «температурой на входе») составляет предпочтительно от 150°C до 300°C, температура в отверстии 126 для выпуска сухого продукта (далее в данном документе просто называемая «температурой на выходе») составляет предпочтительно от 100°C до 160°C.

Обычно, когда водный смешанный раствор преобразуется в сухой продукт посредством нагревания на операции сушки в сушилке 120, степень его окисления-восстановления изменяется, и посредством этого оказывается простым образом влияние на эксплуатационные качества полученного оксидного катализатора. Когда сухой продукт получают в промышленном масштабе посредством выполнения распылительной сушки для водного исходного материала, может иметь место случай, в котором часть сухого продукта прилипает и накапливается на поверхности стенки и/или донной части сушилки 120, и она остается в устройстве в течение длительного периода времени, и в котором непредусмотренное тепло предоставляется посредством этого сухому продукту. Вследствие этого степень окисления-восстановления сухого продукта может быть изменена, и это в некоторых случаях может влиять на эксплуатационные качества конечного полученного катализатора. Соответственно, с целью предотвращения накапливания сухого продукта в сушилке 120, сушилку 120 предпочтительно снабжают вибратором (не показан на фигуре) для создания вибрации в сушилке или пневматическим стряхивателем (не показан на фигуре) для ударного воздействия на сушилку, хотя узел для данного применения не ограничивается ими.

Водный смешанный раствор, распыленный из сопла 122 в сушильную камеру 124, сушат в ней, так что он преобразуется в сухой продукт. Сухой продукт затем выпускают из отверстия 126 для выпуска сухого продукта. Выпущенный таким образом сухой продукт подают в устройство для обжига (не показано на фигуре) и обжигают его в нем, чтобы получить оксидный катализатор.

Составные элементы оксидного катализатора не ограничиваются особым образом. Оксидный катализатор предпочтительно содержит Mo (молибден), V (ванадий), Nb (ниобий), и вышеуказанные элементы представлены как X, T и Z.

Примером предпочтительного оксидного катализатора по данному варианту осуществления является катализатор, имеющий состав, представленный приведенной ниже формулой (1):

MoV_aNb_bX_cT_dZ_eO_n... (1)

Здесь каждый из a, b, c, d, e и n представляет отношение каждого атома к 1 атому Mo. Атомные отношения находятся в пределах интервалов 0,01≤a≤1, 0,01≤b≤1, 0,01≤c≤1, 0≤d<1, и 0≤e<1, соответственно; и n является величиной, удовлетворяющей балансу валентностей.

Предпочтительно, чтобы, по отношению к 1 атому Mo, атомное отношение a для V составляло от 0,1 или более до менее чем 0,4, и атомное отношение b для Nb составляло от 0,01 или более до менее чем 0,2. Кроме того, атомное отношение c для ингредиента X к 1 атому Mo составляет предпочтительно от 0,01 или более до менее чем 0,6 и более предпочтительно от 0,1 или более до менее чем 0,4.

Примеры элемента, представленного как X, включают один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Sb (сурьмы), Te (теллура), Sr (стронция), Ba (бария), Sc (скандия), Y (иттрия), La (лантана), Ce (церия), Pr (празеодима), Yb (иттербия), W (вольфрама), Cr (хрома), Ta (тантала), Ti (титана), Zr (циркония), Hf (гафния), Mn (марганца), Re (рения), Fe (железа), Ru (рутения), Co (кобальта), Rh (родия), Ni (никеля), Pd (палладия), Pt (платины), Ag (серебра), Zn (цинка), B (бора), Al (алюминия), Ga (галлия), In (индия), Ge (германия), Sn (олова), Pb (свинца), P (фосфора), Bi (висмута), других редкоземельных элементов и щелочноземельных элементов. Примеры соединения, содержащего эти элементы, включают нитрат, карбоксилат, аммониевые соли карбоновых кислот, пероксокарбоксилат, аммониевые соли пероксокарбоновых кислот, аммониевые галоидные соли, галогенид, ацетилацетонат и алкоксид. Из них, предпочтительно используют водорастворимые исходные материалы, типичными примерами которых являются нитрат и карбоксилат.

Предпочтительные примеры элемента, представленного как X, включают Te и Sb. Обычно, длительный срок службы при температуре 400°C или выше является качеством, необходимым для способа промышленного производства ненасыщенного нитрила, и Sb особенно предпочтительно используют в качестве элемента, представленного как X. С другой стороны, в способе промышленного производства ненасыщенной кислоты реакционное взаимодействие может быть выполнено при температуре 400°C или ниже. Следовательно, влияние летучести Te во время длительной операции ограничивается, и, соответственно, Te также может быть предпочтительно использован.

Атомное отношение d элемента, представленного как T, к 1 атому Mo составляет предпочтительно от 0 или более до менее чем 1, более предпочтительно от 0,001 или более до менее чем 0,1 и еще более предпочтительно от 0,002 или более до менее чем 0,08. Элементы, представленные как T, предпочтительно являются одним или несколькими элементами, выбранными из группы, состоящей из Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Au, Zn, B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, P и Bi. Из них более предпочтительными являются Ti, W и Mn.

Атомное отношение e элемента, представленного как Z, к 1 атому Mo составляет предпочтительно от 0 или более до менее чем 1 и более предпочтительно от 0,0001 или более до менее чем 0,5. Элементы, представленные как Z, предпочтительно являются Sr, Ba, Sc, Y, La, Ce, Pr и Yb. Из них особенно предпочтительным является Ce. С точки зрения увеличения выхода целевого продукта в реакции аммоксидирования, оксидный катализатор предпочтительно содержит элемент, представленный как Z, и более предпочтительно, чтобы такой элемент Z был равномерно диспергирован в частицах катализатора. Однако, как указывает выложенная заявка на патент Японии № 11-244702, поскольку имеет место опасность того, что элемент, представленный как Z, вызывает нежелательную реакцию в суспензии, содержание элемента, представленного как Z, предпочтительно является очень малым.

В качестве соединения, содержащего Mo (далее в данном документе называемого «соединением Mo»; то же самое относится к другим элементам), служащего в качестве исходного материала для Mo, могут быть использованы, например, молибдат аммония, гептамолибдат аммония, фосфорномолибденовая кислота, кремнемолибденовая кислота. Из них, гептамолибдат аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O] может быть предпочтительно использован.

Примеры соединения V, служащего в качестве исходного материала для V, включают пятиокись ванадия, метаванадат аммония и ванадилсульфат. Из них метаванадат аммония [NH₄VO₃] может быть предпочтительно использован.

Примеры соединения Nb, служащего в качестве исходного материала для Nb, включают ниобиевую кислоту, ниобиевые соли неорганических кислот и ниобиевые соли органических кислот. Из них ниобиевая кислота может быть предпочтительно использована.

Когда Te добавляют в качестве элемента, представленного как X, теллуровая кислота [H₆TeO₆] может быть предпочтительно использована в качестве исходного материала для Te. Когда добавляют Sb, предпочтительно может быть использован оксид сурьмы и, в частности, триоксид сурьмы [Sb₂O₃].

Когда оксидный катализатор является катализатором, поддерживаемым на кремнеземе, золь кремниевой кислоты, порошковый кремнезем или т.п. могут быть добавлены в качестве исходного материала для кремнезема. В качестве такого порошкового кремнезема, порошковый кремнезем, полученный методом с высокотемпературным нагреванием, является предпочтительным. Посредством предварительного диспергирования такого порошкового кремнезема в воде и последующего его применения, облегчается добавление порошкового кремнезема в суспензию и смешивание его с ней. Метод диспергирования не ограничивается особым образом. Порошковый кремнезем может быть диспергирован в воде посредством однократного применения обычного гомогенизатора, гомогенизатора-смесителя (Homo Mixer), ультразвукового вибратора или посредством комбинированного их применения.

Способ изготовления оксидного катализатора по данному варианту осуществления не ограничивается особым образом. Например, может быть использовано вышеописанное устройство для изготовления катализатора по данному варианту осуществления. Пример способа изготовления включает следующие стадии: (a) смешивание водного раствора (I) исходного материала, содержащего соединение Mo и соединение V, с водным раствором (II) исходного материала, содержащим соединение Nb, и предпочтительно раствором пероксида водорода, чтобы получить предварительный смешанный раствор, и затем выдерживание предварительного смешанного раствора, предпочтительно в атмосфере кислорода концентрацией от 1 до 25 об.% и предпочтительно в течение от 90 минут до 50 часов, чтобы получить водный смешанный раствор (III); (b) фильтрацию водного смешанного раствора (III); (c) распылительную сушку водного смешанного раствора (III) чтобы получить сухой продукт; и (d) обжиг сухого продукта. Далее каждая стадия будет описана подробно.

(a) Стадия приготовления водного смешанного раствора

Стадия приготовления водного смешанного раствора (далее в данном документе называемая «стадией (a)») представляет собой стадию смешивания водного раствора (I) исходного материала, содержащего соединение Mo и соединение V, с водным раствором (II) исходного материала, содержащего соединение Nb, и предпочтительно раствором пероксида водорода, чтобы получить предварительный смешанный раствор, и после этого выдерживания предварительного смешанного раствора, чтобы получить водный смешанный раствор (III).

На данной стадии (a), первоначально, соединение Mo, соединение V, вышеуказанный ингредиент X при необходимости, и другие ингредиенты, служащие в качестве исходных материалов, добавляют к водному растворителю, такому как вода, водный раствор азотной кислоты или водный раствор аммиака, и полученный смешанный раствор затем перемешивают, чтобы приготовить водный раствор (I) исходного материала. Соединение Mo, соединение V и вышеуказанный ингредиент X, добавляемый при необходимости, которые являются порошковыми исходными материалами, предпочтительно дозируют при применении автомата для дозирования порошков (не показан на фигуре), поскольку это дозирование может существенно уменьшить время выполнения операции. В качестве такого автомата для дозирования порошков может быть использован общеизвестный автомат для дозирования порошков. Когда ингредиентом X является Sb, которая представляет собой вредное вещество, такая Sb по существу не высвобождается в воздух посредством применения автомата для дозирования порошков, имеющего герметично закрытую конструкцию, так что вредное влияние на человеческие тела может быть уменьшено. Автомат для дозирования порошков соединен с резервуаром 110 для смешанного раствора трубопроводом (не показан на фигуре). В качестве такой трубы предпочтительно используют небольшой санитарно-технический трубопровод или трубопровод из фторуглеродной смолы, имеющий небольшое поверхностное трение, чтобы предотвратить прилипание порошковых исходных материалов. Для того чтобы вымывать порошковые исходные материалы, прилипающие к трубопровод, с помощью газа или жидкости, в трубопроводе предпочтительно установлен узел для промывки. Кроме того, в качестве узла для удаления порошковых исходных материалов, прилипающих к трубопроводу, в трубопроводе предпочтительно установлены пневматический ударный стряхиватель и/или вибратор. Водный раствор (I) исходного материала может быть приготовлен в резервуаре 110 для смешанного раствора. Ингредиенты исходного материала предпочтительно нагревают при приготовлении водного раствора (I) исходного материала. С точки зрения растворимости ингредиентов исходного материала, температура нагревания составляет предпочтительно от 80°C до 100°C, и время нагревания составляет предпочтительно 30 минут или более. С той точки зрения, что время приготовления устанавливают по существу таким же, что и время распыления, время приготовления находится предпочтительно в пределах 3 часов. Кроме того, во время этой операции водный раствор (I) исходного материала может быть приготовлен в атмосфере инертного газа, например, в резервуаре 110 для смешанного раствора, который находится в атмосфере газообразного азота.

Для того чтобы предотвратить обратный поток пара, образованного от водного раствора (I) исходного материала или от водного раствора (II) исходного материала или водного смешанного раствора (III), которые будут подробно описаны ниже, к стороне автомата для дозирования порошков, в трубопроводе для соединения резервуара 110 для смешанного раствора с автоматом для дозирования порошков предпочтительно установлен запорный клапан. В качестве такого запорного клапана может быть использован шаровой клапан, запорный вентиль, дисковый поворотный клапан, шиберный клапан или т.п. Для того, чтобы предотвратить прилипание порошковых исходных материалов, предпочтительно используют шаровой клапан, не создающий препятствий потоку. Запорный клапан закрывают после того как порошковые исходные материалы были добавлены из автомата для дозирования порошков в резервуар 110 для смешанного раствора. Затем запорный клапан открывают, когда порошковые исходные материалы добавляют снова после завершения подачи водного смешанного раствора (III), приготовленного в резервуаре 110 для смешанного раствора в сушилку.

Вслед за этим соединение Nb и предпочтительно дикарбоновую кислоту нагревают и перемешивают в воде, чтобы приготовить смешанный раствор (B0). После этого раствор пероксида водорода предпочтительно добавляют к смешанному раствору (B0), чтобы приготовить водный раствор (II) исходного материала. В этой операции, H₂O₂/Nb (молярное отношение) в водном растворе (II) исходного материала составляет предпочтительно от 0,5 до 20 и более предпочтительно от 1 до 10. После этого водный раствор (I) исходного материала смешивают с водным раствором (II) исходного материала в заданном отношении, в зависимости от целевого состава, чтобы получить предварительный смешанный раствор. Когда водный раствор (I) исходного материала был приготовлен в резервуаре 110 для смешанного раствора, эта операция смешивания может быть выполнена посредством добавления водного раствора (II) исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора. После этого предварительный смешанный раствор выдерживают, например, в резервуаре 110 для смешанного раствора, чтобы приготовить водный смешанный раствор (III).

Когда сурьму (Sb) применяют в качестве ингредиента X, пероксид водорода предпочтительно добавляют в водный раствор (I) исходного материала или раствор исходного материала, содержащий водный раствор (I) исходного материала, который находится в ходе приготовления. Во время этой операции H₂O₂/Sb (молярное отношение) составляет предпочтительно от 0,01 до 5, более предпочтительно от 0,5 до 3, и еще более предпочтительно от 1 до 2,5. После добавления пероксида водорода, предпочтительно, полученный смешанный раствор непрерывно перемешивают при от 30°C до 70°C в течение от 5 минут до 4 часов. Когда распылительную сушку выполняют непрерывным образом, время приготовления водного смешанного раствора (III) предпочтительно устанавливают по существу таким же, что и время распылительной сушки, хотя это будет описано далее. Принимая это во внимание, время приготовления водного раствора (I) исходного материала и время, в течение которого пероксид водорода добавляют и затем перемешивают в случае применения сурьмы (далее в данном документе называемое «временем обработки пероксидом водорода»), может быть установлено в пределах 2 часов, предпочтительно в пределах 1 часа и более предпочтительно в пределах 30 минут. Когда применяют Sb, может иметь место случай, в котором, когда исходные материалы добавляют в резервуар 110 для смешанного раствора, данные исходные материалы выпадают в трубопровод L10 на нижней стороне резервуара для смешанного раствора, без смешивания с раствором, используемым для приготовления. В связи с этим, поскольку состав конечного полученного катализатора может быть изменен, донный клапан предпочтительно устанавливают в части резервуара 110 для смешанного раствора, соединенной с трубопроводом L10. Как описано выше, с той точки зрения, что время приготовления водного смешанного раствора (III) устанавливают по существу таким же, что и время распылительной сушки, время приготовления водного раствора (I) исходного материала и время обработки пероксидом водорода в случае применения Sb может быть отрегулировано соответствующим образом.

Термин «выдерживание», используемый для данной стадии, означает, что предварительный смешанный раствор, содержащий соединение Mo, соединение V и соединение Nb, оставляют в состоянии покоя или при перемешивании в атмосфере кислорода, имеющей заданную концентрацию, в течение заданного периода времени.

На данной стадии, с точки зрения предотвращения чрезмерного задерживания прогрессирования окислительно-восстановительной реакции, которое оказывает определенное влияние на окислительно-восстановительное состояние металлических ингредиентов, содержащихся в водном смешанном растворе (III), концентрацию кислорода в газовой фазе предпочтительно устанавливают при 1 об.% или более во время операции выдерживания. С другой стороны, с точки зрения предотвращения чрезмерного прогрессирования окислительно-восстановительной реакции, концентрацию кислорода в газовой фазе предпочтительно устанавливают при 25 об.% или менее во время операции выдерживания. Так или иначе, поскольку кислород в газовой фазе оказывает влияние на окислительно-восстановительное состояние водного смешанного раствора (III), концентрацию кислорода в газовой фазе предпочтительно поддерживают в подходящем интервале. Концентрация кислорода в газовой фазе во время операции выдерживания составляет предпочтительно от 5 до 23 об.% и более предпочтительно от 10 до 20 об.%.

Концентрация кислорода в газовой фазе во время операции выдерживания может быть измерена обычным методом, например, с применением измерителя концентрации кислорода на базе диоксида циркония. Место, в котором измеряют концентрацию кислорода в газовой фазе, предпочтительно находится поблизости от границы раздела между водным смешанным раствором (III) и газовой фазой. Например, предпочтительно, чтобы концентрация кислорода в газовой фазе была измерена 3 раза в течение 1 минуты в одной и той же точке, и чтобы средняя величина результатов 3 измерений была определена как концентрация кислорода в газовой фазе.

Вид газообразного разбавителя для уменьшения концентрации кислорода в газовой фазе не ограничивается особым образом. Примеры такого газообразного разбавителя включают такие газы как азот, гелий, аргон, диоксид углерода и водяной пар. Газообразный азот является предпочтительным с точки зрения промышленного производства. Кроме того, газом, используемым для увеличения концентрации кислорода в газовой фазе, предпочтительно является, например, чистый кислород или воздух, имеющий высокую концентрацию кислорода.

С точки зрения улучшения эксплуатационных качеств полученного оксида как оксидного катализатора, время выдерживания составляет предпочтительно от 30 минут до 6 часов. Посредством установления времени выдерживания в пределах вышеуказанного интервала водный смешанный раствор (III), имеющий предпочтительное окислительно-восстановительное состояние (потенциал), приготавливают простым образом, и эксплуатационные качества полученного оксидного катализатора могут быть поддержаны более высокими. Посредством регулирования водного смешанного раствора (III) таким образом, чтобы он находился в предпочтительном окислительно-восстановительном состоянии в вышеуказанном временном интервале выход целевого продукта, полученного с применением конечного полученного катализатора, значительно возрастает. Если время выдерживания превышает 6 часов, то выход такого целевого продукта, получаемого с применением катализатора, имеет тенденцию к снижению с течением времени.

Когда оксидный катализатор производят в промышленном масштабе с помощью стадии распылительной сушки, скорость обработки распылительной сушилкой (например, сушилкой 120) обычно используют в качестве фактора, регулирующего скорость процесса. А именно, может иметь место случай, в котором требуется определенный период времени до того, как распылительная сушка всего водного смешанного раствора (III) будет завершена, после завершения распылительной сушки порции водного смешанного раствора (III). В течение этого периода времени окисление-восстановление водного смешанного раствора (III), который еще не был высушен распылением, продолжается. Соответственно, для того, чтобы подходящим образом установить время выдерживания, во внимание принимают не только время, необходимое до инициирования распылительной сушки, но также и время, требующееся до завершения сушки, и время, требующееся до завершения сушки, предпочтительно устанавливают в пределах 6 часов. Когда время приготовления водного смешанного раствора (III) устанавливают по существу таким же, что и время сушки, время сушки предпочтительно регулируют в пределах 6 часов для того, чтобы существенно увеличить выход целевого продукта, полученного с применением катализатора. Таким образом, предпочтительно, чтобы время приготовления водного смешанного раствора (III) также было отрегулировано в пределах 6 часов.

Температуру выдерживания предпочтительно устанавливают при 25°C или выше, с точки зрения предотвращения загущения ингредиента Mo или преципитации ингредиента V. Кроме того, температуру выдерживания предпочтительно устанавливают при 65°C или ниже с точки зрения предотвращения чрезмерной гидролизации комплекса, содержащего Nb и пероксид водорода, и образования водного смешанного раствора (III) в предпочтительной форме. Соответственно, температура выдерживания составляет более предпочтительно от 30°C или выше до 60°C или ниже.

Время приготовления водного смешанного раствора (III) по существу включает время выдерживания. Когда время приготовления, требуемое до операции выдерживания, короче, чем время распылительной сушки, время выдерживания регулируют, так что время приготовления водного смешанного раствора (III) может быть установлено по существу таким же, что и время распылительной сушки.

(Подача водного смешанного раствора (III))

Для того чтобы изготовить катализатор, обладающий превосходными эксплуатационными качествами при высокой степени отбора на протяжении длительного периода времени без значительного увеличения температуры в распылительной сушилке во время изготовления катализатора, водный смешанный раствор (III) предпочтительно непрерывным образом подают в распылительную сушилку. Для того, чтобы непрерывным образом подавать водный смешанный раствор (III) в распылительную сушилку, устройство для изготовления катализатора предпочтительно содержит несколько резервуаров для смешанного раствора для единственной распылительной сушилки. Тем самым, в то время как водный смешанный раствор (III) подают из одного или нескольких резервуаров для смешанного раствора, выбранных из нескольких резервуаров для смешанного раствора, в распылительную сушилку и сушат в ней распылением, другой водный смешанный раствор (III) может быть приготовлен в другом одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора, которые не являются вышеуказанными одним или несколькими резервуарами для смешанного раствора. В качестве альтернативы, после того как водный смешанный раствор (III) был первоначально приготовлен в двух или более резервуарах для смешанного раствора, водный смешанный раствор (III) может быть подан из определенного одного или более резервуаров для смешанного раствора в распылительную сушилку, и он может быть при этом высушен в ней распылением. В результате, перед тем как распылительная сушка водного смешанного раствора (III), поданного из одного или более резервуаров для смешанного раствора, была завершена, другой водный смешанный раствор (III), подаваемый следующим в распылительную сушилку, сохраняется в другом одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора. После этого, посредством последовательной подачи водного смешанного раствора (III), приготовленного в другом одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора, в распылительную сушилку, становится возможным то, что водный смешанный раствор (III) будет непрерывным образом высушиваться распылением в распылительной сушилке.

Устройство для изготовления катализатора, которое может непрерывным образом подавать водный смешанный раствор (III) в распылительную сушилку, как описано выше, содержит несколько резервуаров для смешанного раствора. Данное устройство для изготовления катализатора скомпоновано, чтобы сушить распылением водный смешанный раствор (III), приготовленного в одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора, с помощью распылительной сушилки и, кроме того, чтобы сушить распылением другой водный смешанный раствор (III), приготовленного в другом одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора, которые не являются вышеуказанными резервуарами для смешанного раствора, с помощью распылительной сушилки. Более конкретно, устройство для изготовления катализатора содержит несколько резервуаров для смешанного раствора и распылительную сушилку, с которой данные несколько резервуаров для смешанного раствора соединены. В соответствии с этим устройство для изготовления, после того как водный смешанный раствор (III), подаваемый из одного или нескольких резервуаров для смешанного раствора в распылительную сушилку, был распылен в распылительной сушилке, другой водный смешанный раствор (III) подают из другого одного или нескольких резервуаров для смешанного раствора, которые не являются вышеуказанными резервуарами для смешанного раствора, в распылительную сушилку. Затем этот водный смешанный раствор (III) распыляют в распылительной сушилке, вслед за вышеописанным водным смешанным раствором (III), так что может быть выполнена непрерывная распылительная сушка.

Например, когда устройство для изготовления катализатора содержит два резервуара для смешанного раствора (первый резервуар для смешанного раствора и второй резервуар для смешанного раствора), после того как водный смешанный раствор (III), поданный из первого резервуара для смешанного раствора в распылительную сушилку, высушен распылением посредством распылительной сушилки, другой водный смешанный раствор (III) подают из второго резервуара для смешанного раствора в распылительную сушилку и сушат его в ней распылением.

В устройстве для изготовления по данному варианту осуществления предпочтительно несколько резервуаров для смешанного раствора непосредственным или косвенным образом соединены с распылительной сушилкой посредством трубопроводов. Число таких резервуаров для смешанного раствора, соединенных с единственной распылительной сушилкой, не ограничивается. Если число таких резервуаров для смешанного раствора увеличивается, то требуется значительная площадь для размещения резервуаров для смешанного раствора, стоимость оборудования возрастает, переключение резервуаров для смешанного раствора усложняются, и требуется значительное внимание для работы. Для того чтобы сдержать вышеуказанные явления, число резервуаров для смешанного раствора составляет предпочтительно примерно от 2 до 4. Оно более предпочтительно равно 2, что является наименьшим числом резервуаров для смешанного раствора, предоставляющим возможность непрерывной распылительной сушки.

Фиг. 5 представляет собой схематический вид, частично показывающий другой пример устройства для изготовления катализатора по данному варианту осуществления. Это устройство 200 для изготовления имеет такую же конструкцию, что и устройство 100 для изготовления, показанное на Фиг. 1, за исключением того, что оно содержит два резервуара 110 для смешанного раствора, две мешалки 116, приданных к ним, два узла 118 для промывки, два фильтра 140 и два насоса 160, и что два трубопровода L10 взаимно объединены на нагнетательной стороне насосов 160. В этом устройстве 200 для изготовления, для того, чтобы подавать водный смешанный раствор (III) из одного резервуара 110 для смешанного раствора в сушилку 120 и/или другой резервуар 110 для смешанного раствора, каждый из насосов 160 предоставлен на среднем участке трубопроводов L10. При этом, трубопровод L10 представляет собой узел, который соединяет один резервуар 110 для смешанного раствора с сушилкой 120 и/или другим резервуаром 110 для смешанного раствора, чтобы подавать водный смешанный раствор (III) или воду. Такой трубопровод L10 предоставляет возможность передачи водного смешанного раствора (III) или воды между двумя резервуарами 110 для смешанного раствора. Кроме того, с целью предотвращения засорения трубопровода вследствие накапливания загрязнений, предпочтительно предоставляют две системы трубопроводов или более для соединения одного резервуара 110 для смешанного раствора с сушилкой 120 и/или другим резервуаром 110 для смешанного раствора, хотя они не показаны на фигуре.

Соответственно, способ изготовления катализатора с применением устройства для изготовления, содержащего несколько резервуаров для смешанного раствора, включает стадию непрерывной распылительной сушки водного смешанного раствора, на которой после того как водный смешанный раствор (III) из одного или нескольких резервуаров для смешанного раствора высушен распылением, другой водный смешанный раствор (III), приготовленный в другом одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора, которые не являются вышеуказанными одним или несколькими резервуарами для смешанного раствора, подают в распылительную сушилку, и сушат его в ней распылением. В этом случае, как описано выше, если водный смешанный раствор (III) приготавливают в другом одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора, в то время как другой водный смешанный раствор (III) от другого одного или нескольких резервуаров для смешанного раствора сушат распылением, приготовление и распылительная сушка водного смешанного раствора могут быть выполнены эффективным образом. Соответственно, это является предпочтительным.

Например, способ изготовления катализатора с применением вышеописанного устройства 200 для изготовления включает стадию непрерывной распылительной сушки водного смешанного раствора в сушилке 120, в которой, после того как водный смешанный раствор (III), поданный из одного резервуара 110 для смешанного раствора в сушилку 120, высушен распылением с помощью сушилки 120, другой водный смешанный раствор (III), приготовленный в другом резервуаре 110 для смешанного раствора, подают в сушилку 120 и сушат в ней распылением.

В способе изготовления по данному варианту осуществления резервуар для смешанного раствора для приготовления водного смешанного раствора (III) может быть таким же или отличаться от резервуара для смешанного раствора для подачи водного смешанного раствора (III) в распылительную сушилку.

Когда резервуар для смешанного раствора для приготовления водного смешанного раствора (III) является таким же, что и резервуар для смешанного раствора для подачи водного смешанного раствора (III) в распылительную сушилку, способ изготовления по данному варианту осуществления включает вариант осуществления, в котором, в то время как водный смешанный раствор (III) приготавливают в одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора и полученный водный смешанный раствор (III) сушат распылением, другой водный смешанный раствор (III) дополнительно приготавливают в другом одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора, которые не являются вышеуказанными резервуарами для смешанного раствора, и после завершения вышеописанной распылительной сушки водный смешанный раствор (III), приготовленный в другом одном или нескольких резервуарах для смешанного раствора, подают в вышеописанную распылительную сушилку и сушат в ней распылением.

Кроме того, когда несколькими резервуарами для смешанного раствора являются два резервуара для смешанного раствора, вышеописанные несколько резервуаров для смешанного раствора состоят из первого резервуара для смешанного раствора и второго резервуара для смешанного раствора, и способ изготовления по данному варианту осуществления включает вариант осуществления, в котором, в то время как водный смешанный раствор (III) из первого резервуара для смешанного раствора сушат распылением, другой водный смешанный раствор (III) дополнительно приготавливают во втором резервуаре для смешанного раствора, и после завершения вышеописанной распылительной сушки водный смешанный раствор (III), приготовленный во втором резервуаре для смешанного раствора, подают в распылительную сушилку и сушат в ней распылением.

В способе изготовления по данному варианту осуществления, в то время как водный смешанный раствор (III) приготавливают в одном или нескольких резервуаров для смешанного раствора, другой водный смешанный раствор (III) может быть подан из другого одного или нескольких резервуаров для смешанного раствора, которые не являются вышеуказанными резервуарами для смешанного раствора, в распылительную сушилку, и он может быть высушен в ней распылением. При этой операции:

(1) каждый резервуар для смешанного раствора может быть соединен с распылительной сушилкой посредством трубопровода. В этом случае, водный смешанный раствор (III) может быть приготовлен в резервуаре для смешанного раствора, и подача приготовленного водного смешанного раствора может быть приостановлена, в случае необходимости, до тех пор, пока подача другого водного смешанного раствора (III) из другого резервуара для смешанного раствора не будет завершена. После этого приготовленный водный смешанный раствор (III) может быть подан из иного резервуара для смешанного раствора в распылительную сушилку. В качестве альтернативы,

(2) резервуар для смешанного раствора может быть выполнен в виде резервуара, специально предназначенного для приготовления, и резервуара, специально предназначенного для хранения, и резервуар, специально предназначенный для приготовления, может быть соединен с резервуаром, специально предназначенным для хранения, непосредственным образом или с помощью трубопровода, и резервуар, специально предназначенный для хранения, может быть соединен с распылительной сушилкой посредством трубопровода. В этом случае, водный смешанный раствор, приготовленный в резервуаре, специально предназначенном для приготовления, может быть передан в резервуар, специально предназначенный для хранения, и подача приготовленного водного смешанного раствора (III) может быть приостановлена, в случае необходимости, до тех пор, пока подача другого водного смешанного раствора (III) из другого резервуара, специально предназначенного для хранения, не будет завершена. После этого приготовленный водный смешанный раствор (III) может быть подан из иного резервуара, специально предназначенного для хранения, в распылительную сушилку.

Кроме того, вариант осуществления, описанный в (1) выше, может быть объединен с вариантом осуществления, описанным в (2) выше. Фиг. 5, которая была описана выше, показывает пример варианта осуществления, описанного в (1) выше, в то время как Фиг. 6 показывает пример варианта осуществления, описанного в (2) выше. Фиг. 6 представляет собой схематический вид, частично показывающий дополнительный пример устройства для изготовления катализатора по данному варианту осуществления. Это устройство 300 для изготовления имеет такую же конструкцию, что и устройство 200 для изготовления, показанное на Фиг. 5, за исключением того, что оно содержит, вместо вышеуказанных двух резервуаров 110 для смешанного раствора, большой резервуар 302, специально предназначенный для приготовления, два резервуара 304, специально предназначенных для хранения, которые меньше, чем резервуар 302, специально предназначенный для приготовления, и трубопроводы L30 для их соединения. В качестве резервуара 302, специально предназначенного для приготовления, может быть использован резервуар, подобный резервуару 110 для смешанного раствора, показанному на Фиг. 5. А именно, узлы 130 и 150 для регулирования температуры предоставлены в резервуаре 302, специально предназначенном для приготовления, и резервуар имеет отверстие 112 для подачи исходного материала, отверстие 114 для выпуска водного смешанного раствора, и дополнительно, мешалку 116 и узел 118 для промывки. В качестве резервуара 304, специально предназначенного для хранения, может быть использован резервуар, подобный резервуару 110 для смешанного раствора, показанному на Фиг. 5, за исключением того, что он меньше, чем резервуар 302, специально предназначенный для приготовления, и что он имеет сопло для введения водного смешанного раствора (III) из резервуара 302, специально предназначенного для приготовления, вместо отверстия 112 для подачи исходного материала. А именно, узлы 130 и 150 для регулирования температуры предоставлены в резервуаре 304, специально предназначенном для хранения, и резервуар имеет отверстие 114 для выпуска водного смешанного раствора, мешалку 116 и узел 118 для промывки.

Во всех вариантах осуществления важным является то, что сразу же после того как подача водного смешанного раствора (III) из предшествующего резервуара для смешанного раствора или резервуара, специально предназначенного для хранения, в распылительную сушилку была завершена, другой водный смешанный раствор (III) подают в распылительную сушилку из следующего резервуара для смешанного раствора или резервуара, специально предназначенного для хранения, так что распылительная сушка выполняется непрерывным образом. Соответственно, с точки зрения эффективного изготовления катализатора и также с точки зрения увеличения выхода целевого продукта, полученного с применением катализатора, время приготовления водного смешанного раствора (III) предпочтительно устанавливают по существу таким же, что и время распылительной сушки. В частности, в случае варианта осуществления (1), в котором водный смешанный раствор непосредственным образом подают из каждого резервуара для смешанного раствора в распылительную сушилку, значительный эффект содействия непрерывной подачи водного смешанного раствора (III) в распылительную сушилку может быть достигнут посредством регулирования времени приготовления водного смешанного раствора (III) до такой же величины, что и время распылительной сушки.

В данном документе выражение «по существу такое же» означает, что разница во времени, которая по существу не изменяет температуру в распылительной сушилке, включена во временной интервал. Она предпочтительно находится в пределах 30 минут, более предпочтительно в пределах 15 минут и еще более предпочтительно в пределах 5 минут.

С другой стороны, в случае варианта осуществления (2), в котором резервуар для смешанного раствора включает резервуар, специально предназначенный для приготовления, и резервуар, специально предназначенный для хранения, и водный смешанный раствор (III) подают из резервуара, специально предназначенного для хранения, в распылительную сушилку, большой резервуар для смешанного раствора, предоставленный в качестве резервуара, специально предназначенного для приготовления, и несколько резервуаров для смешанного раствора, предоставленных в качестве резервуаров, специально предназначенных для хранения, которые меньше, чем резервуар, специально предназначенный для приготовления, рассматриваются как предпочтительная комбинация. В случае вышеописанной комбинации, водный смешанный раствор (III) приготавливают в большом резервуаре для смешанного раствора, и этот водный смешанный раствор (III) не подают из большого резервуара для смешанного раствора в распылительную сушилку и не сушат его затем распылением непосредственным образом. В этой комбинации водный смешанный раствор (III) один раз распределяют (подают) из большого резервуара для смешанного раствора в несколько небольших резервуаров для смешанного раствора, и после этого водный смешанный раствор (III) последовательно подают из небольших резервуаров для смешанного раствора в распылительную сушилку, и сушат его в ней распылением. Большой резервуар для смешанного раствора, для которого было завершено распределение раствора в небольшие резервуары для смешанного раствора, может приготавливать водный смешанный раствор (III) для применения в следующей порции, до тех пор, пока весь водный смешанный раствор (III), содержащийся в каждом небольшом резервуаре для смешанного раствора не будет подан в распылительную сушилку и будет в ней высушен распылением, и затем он может подавать его по меньшей мере в небольшие резервуары для смешанного раствора. Тем самым, может быть выполнена непрерывная распылительная сушка. В этом случае предпочтительно, чтобы сумма времени приготовления водного смешанного раствора (III) в большом резервуаре для смешанного раствора и времени для распределения приготовленного раствора в небольшие резервуары для смешанного раствора являлась по существу такой же, что и время распылительной сушки, как указано выше. Вариант осуществления, в котором используют такой резервуар, специально предназначенный для приготовления, и резервуары, специально предназначенные для хранения, является лишь примером, и данное изобретение включает различные случаи применения нескольких резервуаров для смешанного раствора. С той точки зрения, что предоставлено несколько резервуаров для смешанного раствора, и водный смешанный раствор (III) непрерывным образом сушат распылением, если размер резервуара для смешанного раствора, время приготовления водного смешанного раствора (III) и время распылительной сушки регулируют, они все включены в объем данного изобретения.

Далее будет описано регулирование времени приготовления водного смешанного раствора (III) и время приостановки до подачи водного смешанного раствора (III) в распылительную сушилку. Как описано выше, с точки зрения каталитических характеристик водный смешанный раствор (III) предпочтительно выдерживают. Для того, чтобы регулировать величины времени приготовления водного смешанного раствора (III) и времени распылительной сушки, время приготовления водного смешанного раствора (III) может быть отрегулировано посредством увеличения или уменьшения этого времени выдерживания. Когда время приготовления изменяется посредством увеличения или уменьшения времени выдерживания, в варианте осуществления, в котором выдерживание оказывает влияние на каталитические характеристики, с точки зрения поддержания каталитических характеристик, нижний и верхний пределы времени выдерживания были предварительно исследованы, и время выдерживания предпочтительно определяется в пределах интервалов между нижним и верхним пределами. В результате тщательных исследований, проведенных авторами данного изобретения, предпочтительный нижний предел времени выдерживания составляет 30 минут, и его предпочтительный верхний предел составляет 6 часов.

Может иметь место случай, в котором время приготовления водного смешанного раствора (III) становится больше, чем время распылительной сушки вследствие различных факторов, таких как колебания количества нагревающей/охлаждающей текучей среды (теплоносителя/охлаждающей среды) в узле для регулирования температуры, отклонения в дозировке исходных материалов для оксидного катализатора и неисправность устройства во время приготовления водного смешанного раствора (III). В таком случае, предпочтительным является то, чтобы вода или разбавленный водный смешанный раствор (III) подавались в распылительную сушилку, и чтобы колебания температуры в распылительной сушилке были уменьшены до минимума без прерывания операции распылительной сушки.

В противоположность этому, также может иметь место случай, в котором время приготовления водного смешанного раствора (III) становится короче, чем время распылительной сушки, вследствие различных причин, таких как колебания количества нагревающей/охлаждающей текучей среды (теплоносителя/охлаждающей среды), засорения насоса (например, насоса 160) для подачи водного смешанного раствора (III) в распылительную сушилку, колебания подаваемого количества вследствие износа с течением времени и неисправность распылительной сушилки. В таком случае, время выдерживания приготовленного водного смешанного раствора (III) может быть продлено до времени, при котором операция распылительной сушки завершается. Однако, поскольку степень окисления-восстановления водного смешанного раствора (III) изменяется каждую минуту во время операции выдерживания, степень окисления-восстановления сухого продукта, полученного, когда время выдерживания увеличивается, значительно отличается от степени окисления-восстановления сухого продукта, полученного при обычном времени выдерживания. В результате может быть получен оксидный катализатор, приводящий к низкому выходу целевого продукта. По такой причине, увеличенное время выдерживания устанавливают предпочтительно в пределах 40 часов и предпочтительно в пределах 2 часов.

Приготовление водного смешанного раствора (III), распылительная сушка, переключение от приготовления к распылительной сушке и переключение распылительной сушки к приготовлению может быть выполнено вручную. Однако при промышленном массовом производстве предпочтительно осуществляют автоматическое функционирование посредством управления очередностью.

Кроме того, при промышленном массовом производстве находят загрязнения в резервуаре для смешанного раствора, в трубопроводе и в распылительной сушилке (например, на распределителе в сопле). Соответственно, время приготовления водного смешанного раствора (III) предпочтительно включает время, требующееся для промывки внутренней части резервуара для смешанного раствора, которая выполняется после того как весь приготовленный водный смешанный раствор (III) был выпущен из резервуара для смешанного раствора, а также время, требующееся для приготовления водного смешанного раствора (III).

Загрязнения, найденные в трубопроводе, в фильтре и в элементах распылительной сушилки, таких как распределитель, предпочтительно промывают регулярным образом. Что касается частоты промывки, то такую промывку выполняют раз в две недели, предпочтительно раз в неделю и более предпочтительно раз в два дня, поскольку это способствует уменьшению накапливания загрязнений.

На стадии (a), процедуры растворения, смешивания и диспергирования исходных материалов для вышеописанных элементов, которые составляют катализатор (далее в данном документе называемые «элементами, составляющими катализатор») не ограничиваются особым образом. Исходные материалы могут быть растворены, смешаны или диспергированы в единственной водной среде. В противном случае, каждый из исходных материалов может быть растворен, смешан или диспергирован в разных водных средах, и такие водные среды могут быть затем смешаны одна с другой. Кроме того, такие исходные материалы могут быть нагреты и/или перемешаны, в случае необходимости. Примеры такой водной среды включают воду и водорастворимые органические растворители, такие как водный раствор азотной кислоты, водный раствор аммиака или этанол.

(b) Стадия фильтрации

Стадия фильтрации (на которую далее в данном документе делается ссылка как на «стадию (b)») представляет собой стадию фильтрации водного смешанного раствора (III), полученного с помощью вышеуказанной стадии (a). Посредством этой стадии (b) твердые загрязняющие вещества или студенистые ингредиенты могут быть удалены из водного смешанного раствора (III). Примером метода фильтрации является метод с предоставлением прохождения водного смешанного раствора (III) через вышеописанный фильтр.

(c) Стадия сушки

Стадия сушки (на которую далее в данном документе делается ссылка как на «стадию (c)») представляет собой стадию сушки водного смешанного раствора (III), полученного с помощью вышеуказанной стадии (b), чтобы получить сухой продукт.

Примеры узла для сушки включают распылительную сушку и сушку испарением. С точки зрения получения псевдосферических частиц, которые предпочтительно используют для реакций в псевдоожиженном слое, является предпочтительным применение распылительной сушки в промышленном производстве. Посредством такой распылительной сушки может быть получен предшественник катализатора (сухой продукт), который представляет собой микросферические частицы.

Вид распыления в методе распылительной сушки не ограничивается особым образом. Например, распыление в методе сушки распылением может быть выполнено с применением центробежного узла, соплового узла с двумя текучими средами или соплового узла высокого давления или т.п. В качестве источника тепла может быть использован воздух, нагретый паром, электрический нагреватель или т.п. В отношении температуры при распылительной сушке, температура на входе сушилки составляет предпочтительно от 150°C до 300°C, и температура на ее выходе составляет предпочтительно от 100°C до 160°C. Кроме того, во время распылительной сушки, с целью предотвращения накапливания сухих продуктов в распылительной сушилке, предпочтительно, чтобы вибрация или ударные воздействия прикладывались к распылительной сушилке.

При этом степень окисления-восстановления оксидного катализатора обычно изменяется посредством нагревания во время операции сушки, и на эксплуатационные качества полученного оксидного катализатора, тем самым, оказывается воздействие. Когда сухой продукт получают из водного смешанного раствора (III) посредством выполнения распылительной сушки в промышленном масштабе, может иметь место случай, в котором часть сухого продукта прилипает и накапливается на поверхности стенки и/или донной части узла, и она остается в узле в течение длительного периода времени. Тем самым, непредусмотренное тепло может предоставляться сухому продукту, степень окисления-восстановления сухого продукта может быть изменена, и каталитические характеристики могут быть ухудшены. Соответственно, с целью предотвращения накапливания сухого продукта в распылительной сушилке вибрацию предпочтительно прикладывают к распылительной сушилке. В качестве узла для приложения такой вибрации, предпочтительно, чтобы вибратор или пневматический стряхиватель для прикладывания ударного усилия был установлен в распылительной сушилке.

Вышеуказанное непредусмотренное нагревание может быть вызвано прерыванием распылительной сушки. Авторы данного изобретения приготовляли промышленным способом водный смешанный раствор (III). После этого они выполняли распылительную сушку для водного смешанного раствора (III) и затем обжигали результирующий продукт, чтобы приготовить катализатор. В результате, было найдено, что, хотя такие катализаторы могут быть изготовлены без проблем в одной или нескольких партиях, затем катализаторы с низкими эксплуатационными качествами могут изготавливаться во многих случаях в процессе непрерывного изготовления катализаторов. Когда бесполезные с практической точки зрения катализаторы отсеивали от изготовленных таким образом катализаторов, выход существенно уменьшался. В результате интенсивных исследований в отношении причины этому, было найдено, что имеется время, при котором распылительная сушилка делает паузу вследствие соотношения между временем, требующимся для приготовления водного смешанного раствора (III), временем удержания водного смешанного раствора (III), который способен к поддержанию выхода целевого продукта, получаемого с применением конечного полученного катализатора, и производительностью распылительной сушилки, и что условия в распылительной сушилке изменяются во время такой паузы.

Другими словами, температура в распылительной сушилке снижается посредством испарения воды, содержащейся в распыленном водном смешанном растворе (III). Соответственно, если водный смешанный раствор (III) не подается, и распылительная сушка, тем самым, прерывается, то температура в сушилке существенно повышается. Хотя температура имеет тенденцию к снижению, если распылительная сушка начинается снова, условия с высокой температурой продолжают сохраняться до тех пор, пока она не достигнет стабильной температуры. Если водный смешанный раствор (III) сушат распылением в таких условиях высокой температуры, то сушка чрезмерно прогрессирует, и в результате эксплуатационные качества полученного катализатор ухудшаются. Как и в случае способа, описанного в выложенной заявке на патент Японии № 2011-005364, если неравномерная сушка сухого продукта, получаемого на стадии сушки, отслеживается как степень окисления-восстановления, то изготовление неполноценных катализаторов может быть безусловно предотвращено. Однако это не означает, что образование сухого продукта, имеющего неподходящую степень окисления, вследствие повторения операции и останова может также быть предотвращено.

Во время операции распылительной сушки температуру поддерживают посредством баланса между нагреванием распылительной сушилкой и испарением воды, содержащейся в водном смешанном растворе (III), высушиваемом в сушилке. Однако если такая распылительная сушка прервана, то температура в сушилке повышается вследствие прерывания испарения содержащейся воды операцией распылительной сушки. В случае, в котором распылительную сушку водного смешанного раствора (III) начинают снова после того, как температура в распылительной сушилке была повышена, поскольку условия с высокой температурой продолжают сохраняться до тех пор, пока температура не достигла требуемой температуры сушки, это приводит к избыточному теплу, предоставляемому сухому продукту. В этом случае, как и в случае удерживания сухого продукта в сушилке, имеется опасность того, что степень окисления-восстановления сухого продукта может быть изменена, и что каталитические характеристики могут быть ухудшены. Особенно в случае крупномасштабного оборудования для промышленного производства, длительный период времени требуется от повторного запуска распылительной сушки до достижения требуемой температуры сушки. Вследствие этого, влияние прерывания распылительной сушки является более доминирующим, чем влияние долговременного удерживания в сушилке.

Для того чтобы сдержать ухудшение качества сухого продукта вследствие прерывания распылительной сушки, авторы данного изобретения предложили выполнение распылительной сушки непрерывным образом, для того, чтобы по существу не прерывать распылительную сушку. Однако распылительную сушку выполняют «непрерывным образом», для того, чтобы предотвратить явление, посредством которого температура в узле становится чрезмерно высокой вследствие «прерывания», как описано выше, и это влияет на свойства сухого продукта. Соответственно, кратковременный останов, который не изменяет существенным образом температуру в распылительной сушилке, не включен в прерывание распылительной сушки по данному варианту осуществления. Например, удаление и промывка распределителя или очистка трубопровода занимает лишь примерно 10 минут из нескольких дней. Такой кратковременный останов вызывает лишь небольшое уменьшение температуры в сушилке, и, соответственно, даже если сухие продукты низкого качества были изготовлены, их доля была бы ограниченной. Соответственно, такой кратковременный останов не включен в прерывание распылительной сушки по данному варианту осуществления. Более того, когда водный смешанный раствор (III), подлежащий подаче в распылительную сушилку, переключается от водного смешанного раствора (III), приготовленного или сохраненного в определенном резервуаре для смешанного раствора, на другой водный смешанный раствор (III), приготовленный или сохраненный в другом резервуаре для смешанного раствора, ином, чем указанный определенный резервуар для смешанного раствора, может образовываться период времени, в течение которого распылительная сушка прерывается. Однако, также и в этом случае, по той же самой причине, что описана выше, такое время не включено в прерывание распылительной сушки по данному варианту осуществления. Исходя из вышеописанной точки зрения, время, при котором распылительная сушка прерывается, находится предпочтительно в пределах 30 минут, более предпочтительно в пределах 15 минут и еще более предпочтительно в пределах 5 минут.

Для того чтобы прогнозировать эксплуатационные качества оксидного катализатора, полученного обжигом сухого продукта, полученного с помощью стадии (c), перед подверганием его вышеуказанной стадии обжига, часть сухого продукта, полученного посредством стадии (c), может быть извлечена, и может быть измерен его спектр поглощения или отражения. Когда небольшие количества сухих продуктов, обладающих неудовлетворительными каталитическими характеристиками, примешаны в сухие продукты, обладающие хорошими каталитическими характеристиками, то затруднен их контроль на основании их спектров поглощения или отражения. Однако посредством измерения спектров поглощения или отражения полученных сухих продуктов непрерывным образом при высокой частоте эксплуатационные качества конечного полученного оксидного катализатора могут прогнозироваться на основании спектров поглощения или отражения.

Степень окисления-восстановления оксидного катализатора изменяется посредством нагревания во время стадии сушки, и на эксплуатационные качества полученного оксидного катализатора, тем самым, оказывается воздействие. Когда сухой продукт получают посредством распылительной сушки водного смешанного раствора (III) на вышеописанной стадии сушки, часть сухого продукта прилипает и накапливается на поверхности стенки и/или донной части сушилки, и она остается в сушилке в течение длительного периода времени. Посредством этого непредусмотренное тепло передается сухому продукту, и степень окисления-восстановления сухого продукта изменяется. На вышеуказанной стадии обжига, когда катализатор обжигают в воздушной атмосфере, это основано на предпосылке, что окисление катализатора прогрессирует на стадии обжига. Соответственно, степень окисления-восстановления сухого продукта почти не влияет на эксплуатационные качества катализатора в качестве конечного продукта. С другой стороны, когда катализатор обжигают в атмосфере инертного газа на стадии обжига, степень окисления-восстановления сухого продукта легко влияет на эксплуатационные качества оксидного катализатора. В частности, когда способ приготовления оптимизирован с учетом степени окисления-восстановления оксидного катализатора, если степень окисления-восстановления сухого продукта отклоняется от желательного интервала, то каталитические характеристики естественно склонны быть ухудшенными. Детальный механизм неизвестен, однако цвет сухого продукта изменяется, когда изменяется степень его окисления-восстановления. Если взять в качестве примера катализатор, содержащий Mo, V и Nb, то когда цвет сухого продукта становится в значительной степени черным, эксплуатационные качества оксидного катализатора на его основе склонны быть ухудшенными. В качестве причины этому, считается, что органические ингредиенты или неорганические ингредиенты, содержащиеся в сухом продукте, термически разлагаются посредством непреднамеренного нагревания, и что металлические элементы вблизи них восстанавливаются, или же имеет место окислительно-восстановительная реакция металлических элементов.

Если был получен сухой продукт с неудовлетворительными каталитическими характеристиками, причиной этому может быть присутствие многочисленных сухих продуктов, которые остаются в течение длительного периода времени в сушилке (распылительной сушилке) или в трубопроводе. В таком случае, предпочтительным является однократное прекращение стадии приготовления и стадии сушки и принудительное удаление сухого продукта, остающегося в сушилке или в трубопроводе. В качестве такого узла для принудительного удаления сухого продукта более предпочтительным является его удаление струйной очисткой.

Способ измерения спектра поглощения или отражения не ограничивается особым образом. Например, спектр поглощения или отражения определяют на основании поглощательной способности сухого продукта, измеренной с применением спектрофотометра для УФ и видимой области. Сухой продукт, в большей степени изменивший цвет на черный, обладает большей поглощательной способностью при длине волны 500 нм или более чем тот сухой продукт, который в меньшей степени изменил цвет на черный. Соответственно, поглощательная способность при любой заданной длине волны в интервале длин волн от 500 нм или более, и предпочтительно от 500 нм или более и 800 нм или менее, может быть выбрана и использована в качестве показателя для измерения. Корреляция между спектром поглощения и каталитическими характеристиками может быть получена при обращении, например, к выложенной заявке на патент Японии № 2011-005364.

Предпочтительно, чтобы спектр поглощения или отражения сухого продукта измерялся постоянно. В данном случае, выражение «измерялся постоянно» означает, что измерение выполняют раз в три месяца или более часто. Спектр измеряют более предпочтительно раз в месяц, еще более предпочтительно раз в неделю и особенно предпочтительно раз в день или более часто. Чем более часто выполняют измерение, тем в большей степени может быть уменьшен риск формирования больших количеств сухих продуктов, имеющих неподходящую степень окисления-восстановления.

Сухой продукт, полученный с помощью стадии (c), может быть приготовлен таким образом, что содержание частиц, имеющих размер 25 мкм или менее, составляет предпочтительно 20% по массе или менее, более предпочтительно 15% по массе или менее, еще более предпочтительно 10% по массе или менее, особенно предпочтительно 5% по массе или менее и крайне предпочтительно 2% по массе или менее. Благодаря содержанию 20% по массе или менее частиц, имеющих размер 25 мкм или менее, имеет место тенденция к тому, что достигается предотвращение ухудшения эксплуатационных качеств результирующего катализатора и предотвращение уменьшения в выходе целевого продукта в устройстве, применяемом для реакций в псевдоожиженном слое.

Причина, почему эксплуатационные качества оксидного катализатора ухудшаются, не ясна. Предположительно, это может быть потому, что, если содержание частиц, имеющих размер 25 мкм или менее, превышает 20% по массе, склонен происходить неравномерный обжиг в вышеуказанном устройстве для обжига (обжиговой трубе) вследствие пониженной текучести катализатора. В соответствии с более детальным обсуждением, частицы сухого продукта, имеющие небольшой размер, возвращаются в устройство для обжига, особенно при непрерывном обжиге, и, соответственно, подвергаются воздействию атмосферы для обжига в течение более длительного времени, чем это желательно. Поэтому, при этом могут возникать проблемы, такие как неподходящая степень восстановления предварительно обожженных продуктов на стадии предварительного обжига, описанной далее, и разложение кристаллов, приписываемое чрезмерному обжигу на стадии основного обжига. Помимо этого, если содержание частиц сухого продукта, имеющих размер 25 мкм или менее, превышает 20% по массе в сухом продукте, результирующие частицы предварительно обожженного продукта склонны прилипать к чему-либо. Поэтому эксплуатационные качества ухудшаются, предположительно по той причине, что частицы, прилипающие к стенке устройства для обжига, накапливаются на ней, создавая риск недостаточной теплопередачи в его внутреннее пространство или загрязнения катализаторами, образованными из частиц, чрезмерно обожженных вследствие длительного прилипания. В данном случае, «предварительно обожженный продукт» относится к соединению, образованному в ходе стадии обжига, описанной далее. Например, на соединение, полученное посредством предварительного обжига, делается ссылка как на предварительно обожженный продукт. По этим причинам оксидный катализатор, обладающий эксплуатационными качествами (например, выходом целевого продукта), эквивалентными катализатору, полученному посредством периодического обжига, может быть изготовлен стабильным образом при изготовлении катализатора посредством непрерывного обжига с применением сухого продукта, приготовленного таким образом, что он имеет содержание 20% по массе или менее частиц, имеющих размер 25 мкм или менее, даже если состав катализатора является одним и тем же для способов.

Когда оксидный катализатор содержит Mo, Sb и Te и т.п., соединение с низкой температурой плавления склонно образовываться во время обжига. Частицы, имеющие размер 25 мкм или менее, имеют большее отношение удельной поверхности к площади частиц, чем частицы, имеющие размер, превышающий 25 мкм, и поэтому представляются склонными к прилипанию к чему-либо более простым образом. Если прилипло слишком много частиц, то возникают проблемы, например, с тем, что не может быть получена достаточная температура обжига для слоя катализатора, и не может быть обеспечен достаточный выход. Соответственно, предпочтительным является создание состояния, в котором имеется мало частиц размером 25 мкм или менее, т.е. регулирование содержания таких частиц до 20% по массе или менее, на стадии перед обжигом.

Частицы сухого продукта предпочтительно приготавливают таким образом, что их средний размер составляет предпочтительно от 35 до 75 мкм, более предпочтительно от 40 до 65 мкм и еще более предпочтительно от 45 до 60 мкм. Когда оксидный катализатор применяют в каталитической реакции в псевдоожиженном слое, если средний размер частиц сухого продукта составляет 35 мкм или более, имеет место тенденция к тому, что достигается предотвращение снижения текучести результирующего катализатора, приводящего к уменьшенному выходу целевого продукта реакции в псевдоожиженном слое, или предотвращение значительных потерь в количестве катализатора, обусловленных улетом из реактора с псевдоожиженным слоем. Если средний размер частиц составляет 75 мкм или менее, то для результирующего катализатора имеет место тенденция к тому, что достигается предотвращение снижения текучести оксидного катализатора и эффективности контактирования с реакционным газом, приводящего к уменьшенному выходу целевого продукта реакции в псевдоожиженном слое.

Степень восстановления предварительно обожженного продукта может быть отрегулирована до предпочтительного интервала на стадии обжига, описанной далее, посредством регулирования среднего размера частиц сухого продукта предпочтительно до 35-70 мкм и содержания частиц, имеющих размер 25 мкм или менее, предпочтительно до 20% по массе или менее. Этот механизм объясняется авторами данного изобретения указанным ниже образом, хотя он не ограничивается этим.

Сухой продукт обычно содержит по меньшей мере один компонент из ионов аммония, органической кислоты и неорганической кислоты. Когда сухой продукт обжигают с применением циркулирующего инертного газа, элементы, составляющие катализатор, восстанавливаются во время испарения, разложения или т.п. ионов аммония, органической кислоты и/или неорганической кислоты. Ионы аммония испаряются с образованием газообразного аммиака, который восстанавливает предварительно обожженные частицы продукта из газовой фазы. Степень восстановления предварительно обожженного продукта варьируется в зависимости от времени обжига и температуры обжига, особенно при предварительном обжиге, описанном далее. Длительное время обжига или высокая температура обжига способствует восстановлению, приводя к высокой степени восстановления. Когда содержится большое число сухих продуктов, имеющих сравнительно небольшой размер частиц (предшественников катализатора; далее в данном документе также называемых «небольшими частицами»), обычно, когда средний размер частиц меньше чем 35 мкм или когда содержание частиц, имеющих размер 25 мкм или менее, превышает 20% по массе, частицы сухого продукта вовлекаются в инертный газ или рассеиваются при вращении обжиговой трубы. В результате, многие частицы возвращаются в обжиговую трубу и могут, соответственно, оставаться в обжиговой трубе в течение времени, превышающего желательный его период, затрудняя достижение предпочтительного интервала степени восстановления. Кроме того, небольшие частицы, как представляется, также имеют тенденцию к восстановлению, поскольку многие места на их поверхности контактируют с газообразным аммиаком. В противоположность этому, если средний размер частиц сухого продукта превышает 75 мкм, эти частицы являются большими, и, соответственно, имеют мало мест на поверхности, которые контактируют с газообразным аммиаком. Соответственно, такой сухой продукт трудно поддается восстановлению. Вследствие этого, может быть затруднено регулирование степени восстановления до предпочтительного интервала.

В данном случае, содержание частиц, имеющих размер 25 мкм или менее, представляет собой величину, которая определяется посредством обжига части частиц сухого продукта при 400°C в течение 1 часа на воздухе, просеивания 20 г полученных частиц с применением сита с размером ячеек 25 мкм и диаметром 20 см при приложении воздействия вибратора (например, Panabrator (торговое наименование) производства компании National) в течение 3 минут и измерения массы частиц, прошедших через сито, и массы частиц, оставшихся на сите, при последующем расчете с применением следующей формулы:

(Содержание (%) частиц размером 25 мкм или менее)=(Масса частиц, прошедших через сито)/{(Масса частиц, прошедших через сито)+(Масса частиц, оставшихся на сите)}×100.

Средний размер частиц определяют обжигом части частиц сухого продукта на воздухе при 400°C в течение 1 часа и последующего измерения полученных частиц с применением анализатора распределения частиц по размеру методом лазерной дифракции/рассеяния (торговое наименование: LS230; производство компании BECKMAN COULTER, INC.).

Причиной для измерения содержания частиц, имеющих размер 25 мкм или менее, после «обжига на воздухе при 400°C в течение 1 часа» части сухого продукта является то, что это препятствует растворению сухого продукта в воде. Это означает, что «обжиг на воздухе при 400°C в течение 1 часа» выполняется главным образом для измерения и не относится к стадии обжига, описанной далее. Разумно предполагать, что размер частиц практически не изменяется после этого обжига. Степень восстановления образца, полученного этим обжигом, может отличаться от ее величины для других сухих продуктов. Однако обычно этот образец, количество которого очень невелико, практически не влияет на эксплуатационные качества катализатора в целом, независимо от того, подвергается образец обработке на стадии обжига, описанной далее, или нет. Объектом измерения среднего размера частиц может быть или может не быть сухой продукт. При необходимости, может быть измерен средний размер частиц предварительно обожженного продукта.

Примеры способа приготовления частиц, имеющих содержание 20% по массе или менее частиц размером 25 мкм или менее и средний размер частиц от 35 до 75 мкм, включают: способ регулирования условий распылительной сушки, например, числа оборотов вращения распылителя, температуры распылительной сушки или количества подаваемого водного смешанного раствора, и способ, который включает классификацию сухого продукта. Способ, который включает классификацию сухого продукта, не ограничивается особым образом. Например, может быть использован способ с применением обычного устройства, такого как центробежный классификатор, воздушный классификатор, гравитационный классификатор, инерционный классификатор, сито и циклон. Среди классификаторов сухого и влажного типа, может быть предпочтительно использован классификатор сухого типа, с точки зрения, например, предотвращения вымывания элементов, составляющих катализатор, в растворитель, и устранения неблагоприятного воздействия на эксплуатационные качества катализатора. Классификатор регулируют до таких условий, что степень отбора сухого продукта при классификации составляет предпочтительно 75% по массе или более, более предпочтительно 80% по массе или более, с точки зрения увеличения выхода оксидного катализатора. В качестве альтернативы, предпочтительным является такое устройство, которое удовлетворяет условиям, выбранным для применения.

(d) Стадия обжига

Стадия обжига (далее в данном документе иногда называемая просто «стадия (d)») представляет собой стадию обжига сухого продукта, полученного посредством вышеописанной стадии сушки. На данной стадии (d), сухой продукт, полученный посредством стадии сушки, обжигают, чтобы получить оксидный катализатор.

Например, вращающаяся обжиговая печь или печь для обжига в псевдоожиженном слое может быть использована в качестве устройства для обжига. Если сухой продукт обжигают в то время, когда он остается в состоянии покоя, он не может быть обожжен равномерно. Вследствие этого, каталитические характеристики или т.п. ухудшаются, и это может также вызывать разламывание, растрескивание или т.п. Соответственно, когда выполняют непрерывный обжиг, предпочтительно используют вращающуюся обжиговую печь.

Форма устройства для обжига не ограничивается особым образом. С точки зрения выполнения непрерывного обжига, оно предпочтительно имеет трубчатую форму (обжиговая труба). Кроме того, форма обжиговой трубы не ограничивается особым образом. Она предпочтительно имеет цилиндрическую форму.

Способом нагревания предпочтительно является процесс внешнего нагревания, с точки зрения, например, простоты регулирования температуры обжига до предпочтительного профиля подъема температуры. Предпочтительно может быть использована электрическая печь. Размер, материал и т.п. обжиговой трубы могут быть выбраны подходящим образом в соответствии с условиями обжига или производительностью. Внутренний диаметр обжиговой трубы составляет предпочтительно от 70 до 2000 мм и более предпочтительно от 100 до 1200 мм, с точки зрения, например, предотвращения неравномерного распределения температуры обжига в слое катализатора и регулирования времени обжига и производительности до подходящих величин. Кроме того, длина обжиговой трубы составляет предпочтительно от 200 до 10000 мм и более предпочтительно от 800 до 8000 мм, с точки зрения, например, минимизации времени удержания продукта и т.п. в обжиговой трубе, т.е. распределения времени обжига, предотвращения деформации в обжиговой трубе и регулирования времени обжига и производительности до подходящих величин.

Когда ударное воздействие прикладывают к обжиговой трубе, толщина стенки обжиговой трубы составляет предпочтительно 2 мм или более и более предпочтительно 4 мм или более, с точки зрения поддержания достаточно большой толщины, чтобы предотвратить стенку от разлома вследствие ударного воздействия. Кроме того, толщина стенки составляет предпочтительно 100 мм или менее и более предпочтительно 50 мм или менее, с точки зрения переноса в достаточной степени ударного воздействия внутрь обжиговой трубы. Материал обжиговой трубы не ограничивается особым образом, пока он предпочтительно обладает термостойкостью и является достаточно прочным, чтобы предотвратить разрушение обжиговой трубы вследствие ударного воздействия. Например, те, что изготовлены из нержавеющей стали (SUS), могут быть предпочтительно использованы.

Перегородка, имеющая отверстие, через которое сухой продукт проходит в центральной ее части может быть размещена перпендикулярно (или почти перпендикулярно) потоку сухого продукта внутри обжиговой трубы, таким образом, что обжиговая труба может быть разделена на две зоны или более. Время удержания сухого продукта в обжиговой трубе может быть обеспечено простым образом посредством размещения перегородки. Перегородка может быть одна или их может быть две или более. Материалом перегородки предпочтительно является металл, с точки зрения увеличения срока службы, при выдерживании воздействия атмосферы для обжига, и термостойкости. Предпочтительно может быть использован тот же самый материал, что и для обжиговой трубы. Высота перегородки может быть отрегулирована в соответствии со временем удержания, которое должно быть обеспечено. Например, когда сухой продукт подают при расходе 250 г/ч с применением вращающейся обжиговой печи, имеющей обжиговую трубу, изготовленную из нержавеющей стали (SUS), с внутренним диаметром 150 мм и длиной 1150 мм, высота перегородки составляет предпочтительно от 5 до 50 мм, более предпочтительно от 10 до 40 мм и еще более предпочтительно от 13 до 35 мм. Толщина перегородки не ограничивается особым образом и ее предпочтительно устанавливают в соответствии с размером обжиговой трубы. Например, в случае применения барабанной печи с обжиговой трубой, изготовленной из нержавеющей стали (SUS), с внутренним диаметром 150 мм и длиной 1150 мм толщина перегородки составляет предпочтительно 0,3 мм или более и 30 мм или менее и более предпочтительно 0,5 мм или более и 15 мм или менее.

На стадии обжига, для того, чтобы предотвратить разламывание, растрескивание или т.п. в сухом продукте и чтобы реализовать равномерный обжиг, предпочтительным является то, что обжиг выполняют при вращении устройства для обжига (обжиговой трубы). Скорость вращения устройства для обжига составляет предпочтительно от 0,1 до 30 об/мин, более предпочтительно 0,5-20 об/мин и еще более предпочтительно от 1 до 10 об/мин.

В отношении температуры нагревания при обжиге сухого продукта, предпочтительным является то, что сухой продукт, нагревают при начальной температуре, которая ниже чем 400°C, и повышают температуру от нее непрерывным образом или поэтапно до температуры в пределах интервала от 550 до 800°C, с точки зрения, например, достижения предпочтительного окислительно-восстановительного состояния полученного катализатора и улучшения эксплуатационных качеств катализатора.

Обжиг может быть выполнен в воздушной атмосфере или при циркуляции воздуха. Однако, с точки зрения, например, регулирования простым образом катализатора до предпочтительного окислительно-восстановительного состояния, предпочтительным является то, что по меньшей мере часть обжига выполняют при циркуляции инертного газа (например, азота), по существу не содержащего кислорода.

Количество подаваемого инертного газа составляет предпочтительно от 50 до 5000 норм.литров и более предпочтительно от 50 до 3000 норм.литров, на кг сухого продукта, с точки зрения регулирования катализатор до предпочтительного окислительно-восстановительного состояния (при этом термин «норм.литр» означает литр, измеренный при условиях стандарной температуры и давлении, т.е. при 50°C и давлении 1 атмосфера). В этом случае форма контакта между инертным газом и сухим продуктом может быть противоточным контактом или может быть прямоточным контактом. Противоточный контакт является предпочтительным, принимая во внимание газообразные компоненты, образованные от сухого продукта, и воздух, который может быть примешан в следовом количестве в сухой продукт.

Обжиг может быть выполнен на единственной стадии при постоянных условиях. Однако перед основным обжигом предпочтительно выполняют предварительный обжиг. В отношении температурного интервала, предпочтительно, чтобы предварительный обжиг был выполнен при температуре от 250°C до 400°C, а основной обжиг был выполнен при температуре от 550°C до 800°C. Основной обжиг может быть выполнен непрерывным образом от предварительного обжига, т.е. непосредственным изменением температуры обжига при предварительном обжиге до температуры обжига при основном обжиге. В качестве альтернативы, основной обжиг может быть выполнен посредством повторного пуска после завершения предварительного обжига, т.е. посредством временного снижения температуры от температуры обжига при предварительном обжиге и последующего ее повышения до температуры обжига при основном обжиге. Кроме того, как предварительный обжиг, так и основной обжиг могут быть разделены на несколько этапов обжига с разными условиями обжига.

Предварительный обжиг выполняют предпочтительно при циркуляции инертного газа в интервале температуры нагревания (температуры предварительного обжига) предпочтительно от 250°C до 400°C и более предпочтительно от 300°C до 400°C. Предпочтительным является поддержание температуры при предварительном обжиге при постоянной величине в интервале температуры нагревания от 250°C до 400°C. Однако температура может варьироваться в температурном интервале от 250°C до 400°C или может умеренно повышаться или понижаться. Время поддержания температуры нагревания составляет предпочтительно 30 минут или более и более предпочтительно от 3 до 12 часов.

В отношении профиля повышения температуры для достижения температуры предварительного обжига, температура может повышаться линейным образом (при постоянной скорости повышения температуры) или же профиль повышения температуры может быть вогнутым вверх или вниз профилем повышения температуры (с изменением скорости повышения температуры в ходе подъема температуры). Средняя скорость повышения температуры в ходе подъема температуры до достижения температуры предварительного обжига не ограничивается особым образом. Она составляет предпочтительно от 0,1°C/мин до 15°C/мин и более предпочтительно от 1°C/мин до 2°C/мин.

С точки зрения, например, регулирования простым образом получаемого катализатора до предпочтительной удельной поверхности, формирования в достаточной степени реакционной кристаллической структуры и достижения улучшенных эксплуатационных качеств катализатора, основной обжиг выполняют предпочтительно при циркуляции инертного газа в интервале температуры нагревания (температуры основного обжига) предпочтительно от 550°C до 800°C, более предпочтительно от 580°C до 750°C, еще более предпочтительно от 600°C до 720°C и особенно предпочтительно от 620°C до 700°C. Предпочтительным является поддержание температуры нагревания (температуры основного обжига) при постоянной величине в температурном интервале от 620°C до 700°C. Однако температура может варьироваться в температурном интервале от 620°C до 700°C или может умеренно повышаться или понижаться.

Время обжига при основном обжиге (время поддержания температуры обжига) составляет предпочтительно от 0,5 до 20 часов и более предпочтительно от 1 до 15 часов, с точки зрения, например, регулирования простым образом получаемого катализатора до предпочтительной удельной поверхности, достаточного способствования формированию реакционной кристаллической структуры и достижения улучшенных эксплуатационных качеств катализатора.

Когда обжиговая труба разделена перегородкой, сухой продукт непрерывным образом проходит по меньшей мере через 2 зоны, или же зоны разделены с применением предпочтительно от 2 до 20 и более предпочтительно от 4 до 15 перегородок, с точки зрения, например, обеспечения времени удержания, подходящего для сухого продукта, и т.д. в обжиговой трубе. Регулирование температуры может быть выполнено с помощью одного или нескольких контроллеров. Для получения желательного профиля температуры обжига предпочтительно, чтобы нагреватель и контроллер были размещены для регулирования температуры в каждой из этих зон, разделенных перегородками. Например, 7 перегородок могут быть размещены, чтобы разделять в продольном направлении часть обжиговой трубы, находящуюся в нагревательной печи, на 8 равных частей. Когда применяют обжиговую трубу, разделенную таким образом на 8 зон, предпочтительно, чтобы заданная температура регулировалась с применением нагревателя и контроллера, которые размещены из этих 8 зон, таким образом, что температура сухого продукта и т.д. проявляет желательный профиль температуры обжига. Следует заметить, что окислительный компонент (например, кислород) или восстановительный компонент (например, аммиак) может быть добавлен, при необходимости, в атмосферу для обжига при циркуляции инертного газа.

В отношении профиля повышения температуры для достижения температуры основного обжига, температура может повышаться линейным образом (при постоянной скорости повышения температуры) или же профиль повышения температуры может быть вогнутым вверх или вниз профилем повышения температуры (с изменением скорости повышения температуры в ходе повышения температуры). Средняя скорость повышения температуры в ходе подъема температуры до достижения температуры основного обжига не ограничивается особым образом. С точки зрения, например, регулирования простым образом получаемого катализатора до предпочтительной удельной поверхности, формирования в достаточной степени реакционной кристаллической структуры и достижения улучшенных эксплуатационных качеств катализатора, средняя скорость повышения температуры составляет предпочтительно от 0,1°C/мин до 15°C/мин и более предпочтительно от 1°C/мин до 8°C/мин.

Кроме того, с точки зрения, например, формирования в достаточной степени реакционной кристаллической структуры и достижения улучшенных эксплуатационных качеств катализатора, средняя скорость понижения температуры после завершения основного обжига составляет предпочтительно от 0,01°C/мин до 1000°C/мин, более предпочтительно от 0,05°C/мин до 100°C/мин, еще более предпочтительно от 0,1°C/мин до 50°C/мин и особенно предпочтительно от 0,5°C/мин до 10°C/мин. Помимо этого, с точки зрения, например, формирования в достаточной степени реакционной кристаллической структуры и достижения улучшенных эксплуатационных качеств катализатора, также предпочтительно, чтобы результирующий продукт поддерживался однократно при температуре ниже, чем температура основного обжига. С той же самой точки зрения, как описано выше, поддерживаемая при этом температура ниже, чем температура основного обжига, предпочтительно на 10°C или более, более предпочтительно на 50°C или более и еще более предпочтительно на 100°C или более. С той же самой точки зрения как описано выше, время поддерживания составляет предпочтительно 0,5 часа или более, более предпочтительно 1 час или более, еще более предпочтительно 3 часа или более и особенно предпочтительно 10 часов или более.

Когда основной обжиг осуществляют посредством повторного пуска после завершения предварительного обжига, низкотемпературную обработку предпочтительно выполняют в процессе основного обжига. Время, требующееся для низкотемпературной обработки, т.е. время, требующееся для снижения температуры предварительно обожженного продукта и последующего повышения температуры, чтобы достигнуть температуры основного обжига, может быть отрегулировано, соответствующим образом, в зависимости от размера, толщины стенки, материала и выхода сложного оксида устройства для обжига, последовательности периодов времени во время непрерывного обжига предварительно обожженного продукта, степени прилипания, количества прилипших частиц и т.д. Например, когда применяют обжиговую трубу, изготовленную из нержавеющей стали (SUS), с внутренним диаметром 500 мм, длиной 4500 мм и толщиной стенки 20 мм, время, требующееся для вышеописанной низкотемпературной обработки, находится предпочтительно в пределах 30 дней, более предпочтительно в пределах 15 дней, еще более предпочтительно в пределах 3 дней и особенно предпочтительно в пределах 2 дней в последовательности периодов времени во время непрерывного обжига предварительно обожженного продукта, с точки зрения, например, достаточного отделения предварительно обожженного продукта и/или катализатора, налипшего на стенку обжиговой трубы, стабильного поддержания температуры оксидного слоя и улучшения эксплуатационных качеств полученного катализатора.

(e) Стадия удаления выступающих участков

Оксидный катализатор, полученный посредством стадии обжига, может иметь выступающие участки, которые выступают от поверхности его частиц. Если реакцию в псевдоожиженном слое выполняют с применением оксидного катализатора, имеющего выступающие участки на поверхности его частиц, имеет место возможность, что текучесть будет уменьшена, и выход целевого продукта не может быть улучшен. Поэтому данный вариант осуществления предпочтительно включает стадию удаления выступающих участков (далее в данном документе также называемую «стадией (e)»), и на этой стадии (e), выступающие участки удаляют из оксидного катализатора. Массу выступающих участков, остающихся в оксидном катализаторе, после выполнения стадии (e), предпочтительно устанавливают при 2% по массе или менее, в расчете на массу оксидного катализатора перед удалением выступающих участков.

Если оксидный катализатор, применяемый в реакции в псевдоожиженном слое, имеет выступающие участки или если выступающие участки, отделенные от оксидного катализатора находятся вместе с оксидным катализатором, то текучесть легко уменьшается. Если текучесть оксидного катализатора уменьшена, то имеет место неравномерное распределение оксидного катализатора в реакционном резервуаре при таком уменьшении. Вследствие этого, имеется вероятность того, что эффективность удаления тепла будет снижена, и накапливание тепла вызовет аномальные реакции, или что будет промотироваться реакция разложения целевого продукта, в зависимости от вида реакции. Кроме того, когда часть таких выступающих участков отделяется вследствие взаимного контакта оксидных катализаторов в реакционном резервуаре и т.д., и такая отделенная часть выпускается из реакционного резервуара наружу из реакционной системы, она может вводиться в другие узлы, которые соединены с реакционным резервуаром, и вследствие этого нагрузка на узлы может возрастать. Соответственно, предпочтительно, чтобы оксидный катализатор не находился вместе с выступающими участками в реакционном резервуаре с псевдоожиженном слоем.

Далее будет описан способ изготовления ненасыщенной кислоты или ненасыщенного нитрила с применением изготовленного таким образом оксидного катализатора по данному варианту осуществления. В этом способе изготовления пропан или изобутан подвергают реакции каталитического окисления в паровой фазе или каталитического аммоксидирования в паровой фазе в присутствии вышеописанного оксидного катализатора, чтобы получить соответствующие ненасыщенную кислоту или ненасыщенный нитрил.

Исходные материалы для пропана, изобутана и аммиака в случае реакции аммоксидирования не обязательно являются высокочистыми материалами, и может быть использован газ технического сорта. В качестве источника предоставления кислорода может быть использован воздух, воздух, обогащенный кислородом, или чистый кислород. Кроме того, в качестве газообразного разбавителя могут также быть поданы гелий, аргон, диоксид углерода, водяной пар, азот и т.д.

Реакция каталитического окисления в паровой фазе пропана или изобутана может быть выполнена, например, при следующих условиях.

Молярное отношение кислорода, подаваемого в реакцию, к пропану или изобутану составляет предпочтительно от 0,1 до 6 и более предпочтительно от 0,5 до 4. Температура реакции составляет предпочтительно от 300°C до 500°C и более предпочтительно от 350°C до 450°C. Давление реакции составляет предпочтительно от 5×10⁴ до 5×10⁵ Па и более предпочтительно от 1×10⁵ до 3×10⁵ Па. Время контактирования составляет предпочтительно от 0,1 до 10 (с·г/см³) и более предпочтительно от 0,5 до 5 (с·г/см³).

В представляемом варианте осуществления время контактирования определяется посредством следующей формулы (G):

Время контактирования (с·г/см³)=(W/F)×273/(273+T)... (G)

В вышеуказанной формуле W обозначает количество загруженного катализатора, F обозначает расход исходного смешанного газа (норм.куб.см/с) при стандартных условиях (0°C, 1,013×10⁵ Па), и T обозначает температуру реакции (°C).

Реакция каталитического аммоксидирования в паровой фазе пропана или изобутана может быть выполнена, например, при следующих условиях.

Молярное отношение кислорода, подаваемого в реакцию, к пропану или изобутану составляет предпочтительно от 0,1 до 6 и более предпочтительно от 0,5 до 4. Молярное отношение аммиака, подаваемого в реакцию, к пропану или изобутану составляет предпочтительно от 0,3 до 1,5 и более предпочтительно от 0,7 до 1,2. Температура реакции составляет предпочтительно от 350°C до 500°C и более предпочтительно от 380°C до 470°C. Давление реакции составляет предпочтительно от 5×10⁴ до 5×10⁵ Па и более предпочтительно от 1×10⁵ до 3×10⁵ Па. Время контактирования составляет предпочтительно от 0,1 до 10 (с·г/см³), и более предпочтительно от 0,5 до 5 (с·г/см³).

В качестве реакционной системы может быть применена обычная система, такая как с неподвижным слоем, псевдоожиженном слоем или подвижным слоем. С точки зрения простоты удаления теплоты реакции предпочтительной является система с применением реакционного резервуара с псевдоожиженным слоем. Кроме того, реакция каталитического аммоксидирования в паровой фазе может быть системой с единственным потоком или системой с рециклингом.

Как представлено выше, описан вариант осуществления данного изобретения. Однако данное изобретение не ограничивается этим вышеописанным вариантом осуществления. Данное изобретение может включать различные модификации в пределах его сущности. Например, в устройстве для изготовления катализатора, может быть предоставлен узел для регулирования температуры в резервуаре для смешанного раствора или трубопроводе. Узел для регулирования температуры может быть предоставлен лишь в резервуаре для смешанного раствора или лишь в трубопроводе. Кроме того, устройство для изготовления катализатора может не содержать насос. Например, если резервуар 110 для смешанного раствора и сушилка 120 размещены таким образом, что отверстие 114 для выпуска водного смешанного раствора резервуара 110 для смешанного раствора может быть расположено выше, чем сопло 122 сушилки 120, тогда водный смешанный раствор может быть непосредственным образом подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора в сушилку 120 без применения насоса.

В соответствии с устройством и способом изготовления катализатора по данному варианту осуществления, приготовленный водный смешанный раствор может быть равномерным образом подан в сушилку. Например, даже если трубопровод для подачи приготовленного водного смешанного раствора в сушилку имеет место, в котором раствор легко удерживается, или даже если требуется длительный период времени от приготовления водного смешанного раствора до его сушки, загущение водного смешанного раствора может быть сдержано. Кроме того, даже если водный смешанный раствор становится студенистым, становится возможным предотвращение засорения раствором трубопровода или распылительной сушилки. Тем самым, становится возможным стабильное изготовление оксидного катализатора, и каталитические характеристики изготовленного оксидного катализатора могут быть стабильно улучшены. Кроме того, посредством предоставления стадии фильтрации, размер частиц оксидного катализатора может быть отрегулирован в пределах подходящего интервала, и текучесть может быть увеличена во время реакции в псевдоожиженном слое.

Помимо этого, в данном варианте осуществления предпочтительно используют несколько резервуаров для смешанного раствора. Тем самым, водный смешанный раствор может непрерывным образом подаваться в распылительную сушилку, чтобы непрерывным образом выполнять распылительную сушку, и, соответственно, распылительная сушка может выполняться непрерывным образом при постоянных предпочтительных условиях. В результате, катализаторы, обладающие превосходными эксплуатационными качествами, могут быть изготавливаться на протяжении длительного периода времени при высокой степени отбора.

ПРИМЕРЫ

Данный вариант осуществления будет описан более подробно в представленных ниже примерах и сравнительных примерах. Однако объем данного варианта осуществления не предполагает ограничение этими примерами.

В примерах и сравнительных примерах степень конверсии пропана, селективность акрилонитрила и выход акрилонитрила имеют определения, представленные приведенными ниже формулами, соответственно:

Степень конверсии пропана (%) = (число молей прореагировавшего пропана)/(число молей поданного пропана)×100,

Селективность акрилонитрила (%) = (число молей полученного акрилонитрила)/(число прореагировавшего пропана)×100,

Выход акрилонитрила (%) = (число молей полученного акрилонитрила)/(число поданного пропана)×100.

(Пример 1)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали следующим способом. Вначале, 500 кг воды смешивали с 76,33 кг ниобиевой кислоты, содержащей 80,2% по массе Nb₂O₅, и 290,2 кг дигидрата щавелевой кислоты [H₂C₂O₄·2H₂O]. Молярное отношение щавелевая кислота/ниобий в исходном материале составляла 5,0, и концентрация ниобия в исходном материале составляла 0,532 (молей Nb/кг раствора). Этот раствор нагревали и перемешивали при 95°C в течение 1 часа, чтобы получить водный раствор, в котором было растворено соединение Nb. Этому водному раствору предоставляли возможность выдерживания и охлаждения льдом и затем твердое вещество отфильтровывали вакуумной фильтрацией, чтобы получить равномерный водный раствор соединения Nb. Ту же самую операцию повторяли несколько раз, и полученные водные растворы соединения Nb накапливали, чтобы приготовить раствор ниобиевого исходного материала. Молярное отношение щавелевая кислота/ниобий этого раствора ниобиевого исходного материала было найдено равным 2,4 в результате последующего анализа.

10 г этого раствора ниобиевого исходного материала точно отвешивали в тигель, затем сушили в течение ночи при 95°C и после этого термообрабатывали при 600°C в течение 1 часа, чтобы получить 0,8323 г Nb₂O₅. В результате этого концентрация ниобия была найдена равной 0,627 (молей Nb/кг раствора). 3 г этого раствора ниобиевого исходного материала точно отвешивали в стеклянный лабораторный стакан на 300 мл. После этого добавляли 200 мл горячей воды при примерно 80°C и затем добавляли 10 мл разбавленной (1:1) серной кислоты. В то время как полученный смешанный раствор поддерживали при температуре 70°C на мешалке с подогревом, смешанный раствор титровали при перемешивании, при применении 1/4 нормального раствора KMnO₄. Момент времени, при котором бледно-розовый цвет, обусловленный KMnO₄, сохранялся в течение примерно 30 секунд или более, принимали в качестве конечного момента. Концентрацию щавелевой кислоты рассчитывали из титра KMnO₄ в соответствии с приведенной ниже формулой реакции. В результате, концентрация щавелевой кислоты была найдена равной 1,50 (моля щавелевой кислоты/кг).

2KMnO₄+3H₂SO₄+5H₂C₂O₄→K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂+8H₂O.

Полученный раствор ниобиевого исходного материала использовали в качестве раствора ниобиевого исходного материала при последующем изготовлении оксидного катализатора. Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали всякий раз, когда это было необходимо, тем же самым образом, как описано выше, чтобы предотвратить нехватку раствора ниобиевого исходного материала, используемого для водного смешанного раствора.

(Приготовление водного смешанного раствора)

Подготавливали устройство для изготовления катализатора, имеющее такую же конструкцию, как та, что показана на Фиг. 1. Однако сопло распылительной сушилки 120 не было пневмораспылительным соплом, а являлось центробежным соплом. Кроме того, сетчатый фильтр типа «Y» (производства компании Washino KiKi Co., Ltd., торговое наименование: «type Y strainer», диаметр отверстия: 1,0 мм) был использован в качестве фильтра 140, и одноосевой эксцентриковый винтовой насос (производства компании HEISHIN Ltd., торговое наименование: «Heishin Mono Pump») был использован в качестве насоса 160. Эти компоненты размещали таким образом, который противоположен тому, что показан на Фиг. 1. В качестве узла 150 для регулирования температуры, обладающего как функцией нагревания, так и функцией охлаждения (оборудование для нагревания/охлаждения с трубчатой системой), был использован теплообменник, имеющий такую же теплопередающую трубу 154, как та, что показана на Фиг. 2, и нержавеющая сталь была использована в качестве материала для теплопередающей трубы 154. Внешняя поверхность области 154a, на которой теплоноситель (вода) имел высокую температуру, была покрыта фторуглеродной смолой (торговое наименование: «Teflon PTFE», производства компании Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., где «Тефлон» является зарегистрированной торговой маркой (то же самое применимо ниже)). В качестве материала для внутренней поверхности резервуара 110 для смешанного раствора была использована фторуглеродная смола (торговое наименование: «Teflon PTFE», производства компании Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., где «Тефлон» является зарегистрированной торговой маркой (то же самое применимо ниже)). В качестве материала для части трубопровода L10, которой была предоставлена возможность соприкосновения с водным смешанным раствором, была использована фторуглеродная смола (торговое наименование: «Teflon PTFE», производства компании Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.).

Вначале загрязнения, осажденные внутри резервуара 110 для смешанного раствора, вымывали узлом 118 для промывки, расположенным в верхней части резервуара 110 для смешанного раствора, в течение 1 часа. После этого 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар для смешанного раствора, после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который должен был подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10, насос 160 и фильтр 140 в указанном порядке и затем подавали в сушилку 120. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания. После завершения распылительной сушки воду подавали из сушилки 120 в резервуар 110 для смешанного раствора и обратную промывку фильтра 140 затем выполняли в течение 1 часа.

Как описано выше, операцию от стадии приготовления в резервуаре 110 для смешанного раствора до обратной промывки фильтра 140 выполняли повторяющимся образом в течение 1 месяца. Количество сухих продуктов, полученных в течение 1 месяца, составляло 28,45 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 96,0%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labsphere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 0,8% по массе, и средний размер частиц был найден равным 55 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт подавали при расходе 20 кг/ч в цилиндрическую обжиговую трубу, изготовленную из нержавеющей стали (SUS) (внутренний диаметр: 500 мм, длина: 3500 мм, толщина стенки: 20 мм), в которой были размещены 7 перегородок, каждая из которых имела высоту 150 мм, чтобы разделять длину части, нагреваемой в печи, на 8 равных частей. Затем температуру нагревательной печи регулировали, чтобы достигнуть температурного профиля, в котором, в то время как обжиговую трубу вращали при скорости вращения 4 об/мин при циркуляции газообразного азота 600 норм.литров/мин, температура увеличивалась до 370°C в течение примерно 4 часов, и температура затем поддерживалась при 370°C в течение 3 часов. После этого стадию предварительного обжига выполняли для классифицированного продукта, чтобы получить предварительно обожженный продукт. Предварительно обожженный продукт подавали при расходе 15 кг/ч в другую обжиговую трубу, изготовленную из нержавеющей стали (SUS) (внутренний диаметр: 500 мм, длина: 3500 мм, толщина стенки: 20 мм), в которой были размещены 7 перегородок, каждая из которых имела высоту 150 мм, чтобы разделять длину части, нагреваемой в печи, на 8 равных частей, при этом обжиговую трубу вращали при скорости 4 об/мин. В этой операции, в то время как ударные воздействия прикладывали в направлении, перпендикулярном к оси вращения, с высоты 250 мм над обжиговой трубой к части обжиговой трубы на стороне для введения предварительно обожженного продукта (части, которая не закрыта нагревательной печью), при частоте, составляющей одно ударное воздействие каждые 5 секунд, при применении ударного устройства, снабженного молотом массой 14 кг, конец ударной части которого был изготовлен из нержавеющей стали (SUS), температуру нагревательной печи регулировали таким образом, чтобы достигнуть температурного профиля, в котором температура обжиговой трубы увеличивалась до 680°C при скорости 2°C/мин при циркуляции газообразного азота 500 норм.литров/мин, затем выполняли обжиги при 680°C в течение 2 часов, и температуру после этого уменьшали при скорости 1°C/мин. Затем основной обжиг выполняли для предварительно обожженного продукта, с тем, чтобы получить оксидный катализатор.

(Удаление выступающих участков)

В то время как воздух подавали в вертикальную трубу (внутренний диаметр: 41,6 мм, длина: 70 см), содержащую перфорированный диск, имеющий три отверстия диаметром 1/64 дюйма (0,4 мм), в нижней ее части и бумажный фильтр в ее верхней части, в нее загружали 50 г оксидного катализатора. В этой операции длина воздушного потока в направлении, в котором протекает воздушный поток, составляла 52 мм, и средняя линейная скорость воздушного потока составляла 310 м/с. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно, реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 89,5%, и выход акрилонитрила был найден равным 53,5%.

(Пример 2)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора)

В качестве узла 150 для регулирования температуры, обладающего как функцией нагревания, так и функцией охлаждения (оборудование для нагревания/охлаждения с трубчатой системой), был использован теплообменник, имеющий такую же теплопередающую трубу 154, как та, что показана на Фиг. 2, и нержавеющая сталь была использована в качестве материала для теплопередающей трубы 154. Внешняя поверхность области 154a, на которой теплоноситель (вода) имел высокую температуру, была покрыта фторуглеродной смолой (торговое наименование: «Teflon PFA», производства компании Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.). В качестве материала для внутренней поверхности резервуара 110 для смешанного раствора была использована фторуглеродная смола (торговое наименование: «Teflon PFA», производства компании Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.). В качестве материала для части трубопровода L10, которой была предоставлена возможность соприкосновения с водным смешанным раствором, была использована фторуглеродная смола (торговое наименование: «Teflon PFA», производства компании Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.). За исключением этих отличий, было использовано устройство для изготовления катализатора, которое имело такую же конструкцию, что и в Примере 1.

Вначале 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар для смешанного раствора, после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который должен был подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10, насос 160 и фильтр 140 в указанном порядке и затем подавали в сушилку 120. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания. После завершения распылительной сушки воду подавали из сушилки 120 в резервуар 110 для смешанного раствора и обратную промывку фильтра 140 затем выполняли в течение 1 часа.

Как описано выше, операцию от стадии приготовления в резервуаре 110 для смешанного раствора до обратной промывки фильтра 140 выполняли повторяющимся образом в течение 1 месяца. Количество сухих продуктов, полученных в течение 1 месяца, составляло 27,68 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 93,4%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 1,0% по массе, и средний размер частиц был найден равным 53 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт обжигали таким же образом, что и в Примере 1.

(Удаление выступающих участков)

Удаление выступающих участков выполняли таким же образом, что и в Примере 1. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 89,0%, и выход акрилонитрила был найден равным 53,1%.

(Пример 3)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора)

В качестве узла 150 для регулирования температуры, обладающего как функцией нагревания, так и функцией охлаждения (оборудование для нагревания/охлаждения с трубчатой системой), был использован теплообменник, имеющий такую же теплопередающую трубу 154, как та, что показана на Фиг. 2, и фторуглеродная смола (торговое наименование: «Teflon PFA», производства компании Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.) была использована в качестве материала для теплопередающей трубы 154. В качестве материала для внутренней поверхности резервуара 110 для смешанного раствора была использована фторуглеродная смола (торговое наименование: «Teflon PTFE», производства компании Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.). За исключением этих отличий, было использовано устройство для изготовления катализатора, которое имело такую же конструкцию, что и в Примере 1.

Вначале загрязнения, осажденные внутри резервуара 110 для смешанного раствора, вымывали узлом 118 для промывки, расположенным в верхней части резервуара 110 для смешанного раствора, в течение 1 часа. После этого 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар для смешанного раствора, после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который должен был подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10, насос 160 и фильтр 140 в указанном порядке и затем подавали в сушилку 120. Для того, чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания. После завершения распылительной сушки воду подавали из сушилки 120 в резервуар 110 для смешанного раствора и обратную промывку фильтра 140 затем выполняли в течение 1 часа.

Как описано выше, операцию от стадии приготовления в резервуаре 110 для смешанного раствора до обратной промывки фильтра 140 выполняли повторяющимся образом в течение 1 месяца. Количество сухих продуктов, полученных в течение 1 месяца, составляло 28,60 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 96,5%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 0,8% по массе, и средний размер частиц был найден равным 55 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт обжигали таким же образом, что и в Примере 1.

(Удаление выступающих участков)

Удаление выступающих участков выполняли таким же образом, что и в Примере 1. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно, реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 88,9%, и выход акрилонитрила был найден равным 53,1%.

(Пример 4)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора)

Сетчатый фильтр типа «Y» (производства компании KITZ Corporation, торговое наименование: Type Y Strainer, диаметр отверстия: 1,4 мм) был использован в качестве фильтра 140, и винтовой насос (производства компании Iwaki Co., Ltd., торговое наименование: Screw Pump) был использован в качестве насоса 160. В качестве узла 150 для регулирования температуры, обладающего как функцией нагревания, так и функцией охлаждения (оборудование для нагревания/охлаждения с трубчатой системой), был использован теплообменник, имеющий такую же теплопередающую трубу 154, как та, что показана на Фиг. 2, и нержавеющая сталь была использована в качестве материала для теплопередающей трубы 154. В качестве материала для внутренней поверхности резервуара 110 для смешанного раствора и в качестве материала для части трубопровода L10, которой была предоставлена возможность соприкосновения с водным смешанным раствором (III), была использована нержавеющая сталь. За исключением этих отличий, было использовано устройство для изготовления катализатора, которое имело такую же конструкцию, что и в Примере 1.

Вначале загрязнения, осажденные внутри резервуара 110 для смешанного раствора, вымывали узлом 118 для промывки, расположенным в верхней части резервуара 110 для смешанного раствора, в течение 1 часа. После этого 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар для смешанного раствора, после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который должен был подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10, насос 160 и фильтр 140 в указанном порядке и затем подавали в сушилку 120. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания. После завершения распылительной сушки воду подавали из сушилки 120 в резервуар 110 для смешанного раствора и обратную промывку фильтра 140 затем выполняли в течение 1 часа.

Как описано выше, операцию от стадии приготовления в резервуаре 110 для смешанного раствора до обратной промывки фильтра 140 выполняли повторяющимся образом в течение 1 месяца. Количество сухих продуктов, полученных в течение 1 месяца, составляло 27,57 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 93,0%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 1,2% по массе, и средний размер частиц был найден равным 52 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт обжигали таким же образом, что и в Примере 1.

(Удаление выступающих участков)

Удаление выступающих участков выполняли таким же образом, что и в Примере 1. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно, реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 88,9%, и выход акрилонитрила был найден равным 52,9%.

(Пример 5)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора)

Использовали такое же устройство для изготовления катализатора, что и в Примере 3.

Вначале 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар для смешанного раствора, после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который должен был подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10, насос 160 и фильтр 140 в указанном порядке и затем подавали в сушилку 120. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания. После завершения распылительной сушки воду подавали из сушилки 120 в резервуар 110 для смешанного раствора и обратную промывку фильтра 140 затем выполняли в течение 1 часа.

Как описано выше, операцию от стадии приготовления в резервуаре 110 для смешанного раствора до обратной промывки фильтра 140 выполняли повторяющимся образом в течение 1 месяца. Количество сухих продуктов, полученных в течение 1 месяца, составляло 26,68 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 90,0%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 1,4% по массе, и средний размер частиц был найден равным 50 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт обжигали таким же образом, что и в Примере 1.

(Удаление выступающих участков)

Удаление выступающих участков выполняли таким же образом, что и в Примере 1. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. Реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 88,5%, и выход акрилонитрила был найден равным 52,5%.

(Пример 6)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора)

Было использовано устройство для изготовления катализатора, которое имело такую же конструкцию, что и в Примере 1, за исключением того, что были использованы два резервуара 110 для смешанного раствора, и, как показано на Фиг. 5, эти два резервуара для смешанного раствора были соединены с сушилкой 120 трубопроводом L10.

(Приготовление водного смешанного раствора в первом резервуаре для смешанного раствора)

Вначале посредством узла 118 для промывки, размещенного в верхней части одного резервуара для смешанного раствора из двух резервуаров для смешанного раствора (далее в данном документе называемого «первым резервуаром 110 для смешанного раствора»), загрязнения, осажденные внутри первого резервуара 110 для смешанного раствора, вымывали в течение 5 минут. Кроме того, 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в первый резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом первый резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали в первый резервуар 110 для смешанного раствора, и полученный смешанный раствор после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в первом резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания. Время для приготовления водного смешанного раствора в первом резервуаре для смешанного раствора, которое включает операцию промывки водой, составляло 4 часа.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в первом резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в первом резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который подавали из первого резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10, насос 160 и фильтр 140 в указанном порядке и затем подавали в сушилку 120. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Распылительную сушку продолжали до тех пор, пока не было завершено приготовление водного смешанного раствора во втором резервуаре 110 для смешанного раствора, и во время этой операции температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания. Общее время распылительной сушки составляло 4 часа. После завершения распылительной сушки воду подавали из сушилки 120 в первый резервуар 110 для смешанного раствора и обратную промывку фильтра 140 затем выполняли в течение 5 минут.

(Приготовление водного смешанного раствора во втором резервуаре для смешанного раствора)

После того как приготовление водного смешанного раствора (III) в первом резервуаре 110 для смешанного раствора было выполнено, раствор, подаваемый в распылительную сушилку, переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), приготовленный в первом резервуаре для смешанного раствора. После этого приготовление водного смешанного раствора (III) инициировали в другом резервуаре из двух резервуаров 110 для смешанного раствора (далее в данном документе называемом «вторым резервуаром 110 для смешанного раствора»). Приготовление водного смешанного раствора (III) во втором резервуаре 110 для смешанного раствора, которое включает промывку водой второго резервуара 110 для смешанного раствора, выполняли таким же образом, что и в случае приготовления водного смешанного раствора (III) в первом резервуаре 110 для смешанного раствора. Время приготовления водного смешанного раствора (III) во втором резервуаре 110 для смешанного раствора составляло 3 часа и 55 минут. Когда приготовление водного смешанного раствора (III) во втором резервуаре для смешанного раствора завершали, операция распылительной сушки в первом резервуаре 110 для смешанного раствора еще не была завершена. Поэтому операцию выдерживания продлевали, и следующую операцию приостанавливали.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного во втором резервуаре для смешанного раствора)

В то время как операция выдерживания была продлена на 5 минут, и следующая операция была приостановлена, завершали распылительную сушку водного смешанного раствора (III), приготовленного в первом резервуаре 110 для смешанного раствора. Соответственно, ее переключали на распылительную сушку водного смешанного раствора (III), приготовленного во втором резервуаре 110 для смешанного раствора. Эту распылительную сушку выполняли при тех же самых условиях, что для распылительной сушки водного смешанного раствора (III), приготовленного в первом резервуаре 110 для смешанного раствора. Когда распылительную сушку водного смешанного раствора (III), приготовленного в первом резервуаре 110 для смешанного раствора, переключали на распылительную сушку водного смешанного раствора (III), приготовленного во втором резервуаре 110 для смешанного раствора, температура на выходе сушилки 120 до некоторой степени колебалась, однако она находилась в пределах 120±5°C. Общее время распылительной сушки составляло 4 часа. Как описано выше, распылительную сушку водного смешанного раствора (III), приготовленного в первом резервуаре 110 для смешанного раствора, и распылительную сушку водного смешанного раствора (III), приготовленного во втором резервуаре 110 для смешанного раствора, выполняли неоднократно, чтобы непрерывная распылительная сушка могла быть выполнена по существу без прерывания распылительной сушки. Количество сухих продуктов, полученных посредством непрерывной распылительной сушки в течение 1 месяца, составляло 28,75 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 97,0%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 0,8% по массе, и средний размер частиц был найден равным 55 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт подавали при расходе 20 кг/ч в цилиндрическую обжиговую трубу, изготовленную из нержавеющей стали (SUS) (внутренний диаметр: 500 мм, длина: 3500 мм, толщина стенки: 20 мм), в которой были размещены 7 перегородок, каждая из которых имела высоту 150 мм, чтобы разделять длину части, нагреваемой в печи, на 8 равных частей. Затем температуру нагревательной печи регулировали, чтобы достигнуть температурного профиля, в котором, в то время как обжиговую трубу вращали при скорости вращения 4 об/мин при циркуляции газообразного азота 600 норм.литров/мин, температура увеличивалась до 370°C в течение примерно 4 часов, и температура затем поддерживалась при 370°C в течение 3 часов. После этого стадию предварительного обжига выполняли для классифицированного продукта, чтобы получить предварительно обожженный продукт. Предварительно обожженный продукт подавали при расходе 15 кг/ч в другую обжиговую трубу, изготовленную из нержавеющей стали (SUS) (внутренний диаметр: 500 мм, длина: 3500 мм, толщина стенки: 20 мм), в которой были размещены 7 перегородок, каждая из которых имела высоту 150 мм, чтобы разделять длину части, нагреваемой в печи, на 8 равных частей, при этом обжиговую трубу вращали при скорости 4 об/мин. В этой операции, в то время как ударные воздействия прикладывали в направлении, перпендикулярном к оси вращения, с высоты 250 мм над обжиговой трубой к части обжиговой трубы на стороне для введения предварительно обожженного продукта при частоте, составляющей одно ударное воздействие каждые 5 секунд, при применении ударного устройства, снабженного молотом массой 14 кг, конец ударной части которого был изготовлен из нержавеющей стали (SUS), температуру нагревательной печи регулировали таким образом, чтобы достигнуть температурного профиля, в котором температура трубы для обжигов увеличивалась до 680°C при скорости 2°C/мин при циркуляции газообразного азота 500 норм.литров/мин, затем выполняли обжиги при 680°C в течение 2 часов, и температуру после этого уменьшали при скорости 1°C/мин. Затем основной обжиг выполняли для предварительно обожженного продукта, с тем, чтобы получить оксидный катализатор.

(Удаление выступающих участков)

В то время как воздух подавали в вертикальную трубу (внутренний диаметр: 41,6 мм, длина: 70 см), содержащую перфорированный диск, имеющий три отверстия диаметром 1/64 дюйма (0,4 мм), в нижней ее части и бумажный фильтр в ее верхней части, в нее загружали 50 г оксидного катализатора. В этой операции длина воздушного потока в направлении, в котором протекает воздушный поток, составляла 52 мм, и средняя линейная скорость воздушного потока составляла 310 м/с. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно, реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 89,5%, и выход акрилонитрила был найден равным 53,5%.

(Пример 7)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора в большом резервуаре для смешанного раствора)

Вместо двух резервуаров 110 для смешанного раствора, в данном случае использовали резервуар 310 для смешанного раствора, включающий большой резервуар 302, специально предназначенный для приготовления (далее в данном документе называемый «большим резервуаром для смешанного раствора»), два резервуара 304, специально предназначенные для хранения (далее в данном документе называемые «небольшими резервуарами для смешанного раствора»), которые были меньше, чем большой резервуар 302, специально предназначенный для приготовления, и трубопровод L30 для их соединения, как показано на Фиг. 6. В качестве материалов для внутренних поверхностей большого резервуара 302 для смешивания и двух небольших резервуаров 304 для смешивания, и в качестве материала для части трубопровода L30, которой была предоставлена возможность соприкосновения с водным смешанным раствором, была использована фторуглеродная смола (торговое наименование: «Teflon PTFE», производства компании Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.). За исключением этих отличий, было использовано устройство для изготовления катализатора, которое имело такую же конструкцию, что и в Примере 6.

Вначале загрязнения, осажденные внутри большого резервуара 302 для смешанного раствора, вымывали узлом 118 для промывки, расположенным в верхней части большого резервуара 302 для смешанного раствора, в течение 15 минут. Кроме того, 600 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в большой резервуар 302 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом большой резервуар 302 для смешанного раствора водой.

Затем 150 кг воды, 45,42 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 6,321 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 8,28 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 558 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 39 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в большой резервуар 302 для смешанного раствора, и полученный смешанный раствор после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 5,84 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 44,1 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в большом резервуаре 302 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 89,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 9,68 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 3,59 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 22,2 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 322,1 кг воды, добавляли в раствор, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали при 50°C в течение 3 часов, чтобы получить водный смешанный раствор (III). Время приготовления водного смешанного раствора (III) в большом резервуаре 302 для смешанного раствора, которое включает промывку водой, составляло 5 часов и 30 минут. Полученный водный смешанный раствор (III) подавали в примерно половинном количестве в каждом случае в один из двух небольших резервуаров 304 (далее в данном документе называемый «первым небольшим резервуаром 304 для смешанного раствора») и другой небольшой резервуар для смешанного раствора (далее в данном документе называемый «вторым небольшим резервуаром 304 для смешанного раствора») посредством трубопровода L30, и затем сохраняли в них. Время для подачи водного смешанного раствора (III) в первый и второй небольшие резервуары для смешанного раствора 304 составляло 30 минут.

(Распылительная сушка раствора из небольшого резервуара для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали в центробежную распылительную сушилку, и предварительно температуру на входе сушилки устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После того как подача водного смешанного раствора (III) из большого резервуара 302 для смешанного раствора в первый небольшой резервуар 304 для смешанного раствора была завершена, раствор, подаваемый для сушки распылением, переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), сохраненный в первом небольшом резервуаре 304 для смешанного раствора. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе сушилки 120, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Распылительную сушку продолжали в течение 3 часов, и во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания. Сразу же после того как распылительная сушка водного смешанного раствора (III), сохраненного в первом небольшом резервуаре 304 для смешанного раствора была завершена, ее переключали на распылительную сушку водного смешанного раствора (III), сохраненного во втором небольшом резервуаре 304 для смешанного раствора. Время для распылительной сушки водного смешанного раствора (III), сохраненного во втором небольшом резервуаре 304 для смешанного раствора, также составляло 3 часа. После завершения распылительной сушки воду подавали из сушилки 120 в небольшие резервуары 304 для смешанного раствора и обратную промывку фильтров 140 затем выполняли в течение 5 минут.

(Приготовление водного смешанного раствора в большом резервуаре для смешанного раствора)

Сразу же после того как приготовление водного смешанного раствора (III) в большом резервуаре 302 для смешанного раствора и подача приготовленного раствора в первый и второй небольшие резервуары 304 для смешанного раствора были завершены, и раствор, подаваемый в сушилку 120, был переключен от горячей воды на водный смешанный раствор (III), сохраненный в первом небольшом резервуаре 304 для смешанного раствора, инициировали приготовление водного смешанного раствора (III) в большом резервуаре 304 для смешанного раствора.

Как описано выше, распылительную сушку водного смешанного раствора (III) из первого небольшого резервуара 304 для смешанного раствора, и распылительную сушку водного смешанного раствора (III) из второго небольшого резервуара 304 для смешанного раствора выполняли неоднократно, чтобы непрерывная распылительная сушка могла быть выполнена по существу без прерывания распылительной сушки. Количество сухих продуктов, полученных посредством непрерывной распылительной сушки в течение 1 месяца, составляло 28,60 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 96,5%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 0,8% по массе, и средний размер частиц был найден равным 55 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт обжигали таким же образом, что и в Примере 1.

(Удаление выступающих участков)

Удаление выступающих участков выполняли таким же образом, что и в Примере 1. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно, реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 89,2%, и выход акрилонитрила был найден равным 53,4%.

(Сравнительный пример 1)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора)

Было использовано устройство для изготовления катализатора, которое имело такую же конструкцию, что и в Примере 1, за исключением того, что оно не содержало фильтр 140.

Вначале загрязнения, осажденные внутри резервуара 110 для смешанного раствора, вымывали узлом 118 для промывки, расположенным в верхней части резервуара 110 для смешанного раствора, в течение 1 часа. После этого 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар для смешанного раствора, после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который должен был подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10 и насос 160 и затем подавали его в сушилку 120. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания.

Как описано выше, операцию от стадии приготовления в резервуаре 110 для смешанного раствора до стадии сушки, выполняемой в распылительной сушилке 120, выполняли повторяющимся образом в течение 1 месяца. Количество сухих продуктов, полученных в течение 1 месяца, составляло 23,95 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 80,8%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 6,2% по массе, и средний размер частиц был найден равным 39 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт обжигали таким же образом, что и в Примере 1.

(Удаление выступающих участков)

Удаление выступающих участков выполняли таким же образом, что и в Примере 1. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно, реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 87,0%, и выход акрилонитрила был найден равным 49,8%.

(Сравнительный пример 2)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора)

Использовали такое же устройство для изготовления катализатора, что и в Сравнительном примере 1.

Вначале 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар для смешанного раствора, после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который должен был подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10 и насос 160 и затем подавали его в сушилку 120. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания.

Как описано выше, операцию от стадии приготовления в резервуаре 110 для смешанного раствора до стадии сушки, выполняемой в распылительной сушилке 120, выполняли повторяющимся образом в течение 1 месяца. Количество сухих продуктов, полученных в течение 1 месяца, составляло 22,23 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 75,0%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 7,2% по массе, и средний размер частиц был найден равным 35 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт обжигали таким же образом, что и в Примере 1.

(Удаление выступающих участков)

Удаление выступающих участков выполняли таким же образом, что и в Примере 1. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно, реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 86,2%, и выход акрилонитрила был найден равным 49,1%.

(Сравнительный пример 3)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора)

В качестве узла 150 для регулирования температуры, обладающего как функцией нагревания, так и функцией охлаждения (оборудование для нагревания/охлаждения с трубчатой системой), был использован теплообменник, имеющий такую же теплопередающую трубу 154, как та, что показана на Фиг. 2, и нержавеющая сталь была использована в качестве материала для теплопередающей трубы 154. В качестве материала для внутренней поверхности резервуара 110 для смешанного раствора и в качестве материала для части трубопровода L10, которой была предоставлена возможность соприкосновения с водным смешанным раствором, была использована нержавеющая сталь. За исключением этих отличий, было использовано устройство для изготовления катализатора, которое имело такую же конструкцию, что и в Сравнительном примере 1.

Вначале загрязнения, осажденные внутри резервуара 110 для смешанного раствора, вымывали узлом 118 для промывки, расположенным в верхней части резервуара 110 для смешанного раствора, в течение 1 часа. После этого 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар для смешанного раствора, после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который должен был подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10 и насос 160 и затем подавали в сушилку 120. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания.

Как описано выше, операцию от стадии приготовления в резервуаре 110 для смешанного раствора до обратной промывки фильтра 140 выполняли повторяющимся образом в течение 1 месяца. Количество сухих продуктов, полученных в течение 1 месяца, составляло 22,20 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 74,9%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 7,5% по массе, и средний размер частиц был найден равным 35 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт обжигали таким же образом, что и в Примере 1.

(Удаление выступающих участков)

Удаление выступающих участков выполняли таким же образом, что и в Примере 1. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно, реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 86,0%, и выход акрилонитрила был найден равным 49,0%.

(Сравнительный пример 4)

(Приготовление раствора ниобиевого исходного материала)

Раствор ниобиевого исходного материала приготавливали таким же образом, что и в Примере 1.

(Приготовление водного смешанного раствора)

Использовали такое же устройство для изготовления катализатора, что и в Сравнительном примере 3.

Вначале 300 кг горячей воды при 50°C заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар 110 для смешанного раствора и затем ее перемешивали и смешивали мешалкой 116 в течение 5 минут, промывая таким образом резервуар 110 для смешанного раствора водой.

Затем 100 кг воды, 30,28 кг гептамолибдата аммония [(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O], 4,214 кг метаванадата аммония [NH₄VO₃], 5,52 кг оксида сурьмы (III) [Sb₂O₃] и водный раствор нитрата церия, приготовленный растворением 372 г нитрата церия [Ce(NO₃)₃·6H₂O] в 26 кг воды заливали через отверстие 112 для подачи исходного материала в резервуар для смешанного раствора, после чего нагревали при 95°C в течение 1 часа при перемешивании, чтобы получить водный раствор (I) исходного материала.

В то же время 3,89 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к 29,4 кг вышеописанного раствора ниобиевого исходного материала в другом резервуаре. Температуру раствора поддерживали при примерно 20°C, и раствор перемешивали и смешивали, чтобы получить водный раствор (II) исходного материала.

Полученный водный раствор (I) исходного материала охлаждали до 70°C в резервуаре 110 для смешанного раствора и добавляли затем к нему 59,9 кг золя кремниевой кислоты, содержащего 30,2% по массе SiO₂. После этого, 6,45 кг раствора пероксида водорода, содержащего 30% по массе H₂O₂, добавляли к реакционному раствору, и полученный раствор затем перемешивали и смешивали при 55°C в течение 30 минут. После этого общее количество вышеописанного водного раствора (II) исходного материала и 2,39 кг водного раствора метавольфрамата аммония (50%-го водного раствора) дополнительно добавляли к реакционному раствору. Кроме того, 14,8 кг тонкодисперсного кремнезема, диспергированного в 214,7 кг воды, добавляли к раствору, и полученный таким образом смешанный раствор затем выдерживали в атмосфере, имеющей концентрацию газообразного кислорода 18 об.%, при 50°C в течение 1 часа, чтобы получить водный смешанный раствор (III) (вязкость при 50°C: 5,0 сП). Следует заметить, что Pv=1,0 кВт/м³ в качестве условия перемешивания.

(Распылительная сушка водного смешанного раствора, полученного в резервуаре для смешанного раствора)

Перед завершением приготовления водного смешанного раствора (III) воздух, нагретый до 210°C, и горячую воду при 50°C, подача которой была отрегулирована до 80 кг/ч, подавали с помощью сопла в распылительную сушилку 120, и предварительно температуру на входе сушилки 120 устанавливали при 210°C, а температуру на ее выходе устанавливали при 120°C.

После завершения приготовления водного смешанного раствора (III) в резервуаре 110 для смешанного раствора, раствор, подаваемый в сушилку 120, тотчас же переключали от горячей воды на водный смешанный раствор (III), который должен был подаваться из резервуара 110 для смешанного раствора. Водный смешанный раствор (III) пропускали через трубопровод L10 и насос 160 и затем подавали в сушилку 120. Для того чтобы предотвратить колебания в температуре на выходе, количество водного смешанного раствора (III), подаваемого в распылительную сушилку 120, регулировали. В результате, расход становился равным 100 кг/ч. Во время этой операции, температура на выходе составляла 120±5°C, и, соответственно, отсутствовали значительные колебания.

Как описано выше, операцию от стадии приготовления в резервуаре 110 для смешанного раствора до обратной промывки фильтра 140 выполняли повторяющимся образом в течение 1 месяца. Количество сухих продуктов, полученных в течение 1 месяца, составляло 20,81 тонн, в то время как теоретическое получаемое количество, рассчитанное из поданного количества, составляло 29,64 тонны. Степень отбора была найдена равной 70,2%.

(Измерение спектра отражения в УФ и видимой области)

Образцы полученного сухого продукта отбирали через день. После этого 0,5 г из полученных 10 образцов продуктов использовали в качестве мишени для измерения спектра отражения в УФ и видимой области в соответствии со способом диффузного отражения в интервале длин волн от 200 до 800 нм, при использовании спектрометра для УФ/видимой области производства компании JASCO Corporation (торговое наименование: «JASCO UV/VIS Spectrometer V-650»). В качестве базового стандарта использовали «Spectralon» (торговое наименование) производства компании Labspere. Максимальная величина поглощательной способности была найдена равной 1,02. Поглощательная способность при длине волны 600 нм составляла от 0,31 до 0,36. Ссылаясь на выложенную заявку на патент Японии № 2011-005364, это являлось поглощательной способностью, при которой могут ожидаться высокие эксплуатационные качества. Соответственно, общие количества полученных сухих продуктов были использованы в операции классификации без их разбраковки.

(Операция классификации)

Полученные сухие продукты классифицировали с применением сита с размером ячеек 25 мкм, чтобы получить классифицированный продукт. Содержание частиц размером 25 мкм или менее в полученном классифицированном продукте было найдено равным 9,3% по массе, и средний размер частиц был найден равным 30 мкм.

(Обжиг классифицированного продукта)

Полученный классифицированный продукт обжигали таким же образом, что и в Примере 1.

(Удаление выступающих участков)

Удаление выступающих участков выполняли таким же образом, что и в Примере 1. Через двадцать четыре часа полученный оксидный катализатор контролировали наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). В результате могло быть подтверждено отсутствие выступающих участков на поверхности оксидного катализатора.

(Реакция аммоксидирования пропана)

При использовании полученного, как указано выше, оксидного катализатора пропан подвергали реакции аммоксидирования в паровой фазе следующим способом. А именно, реакционную трубу с псевдоожиженным слоем из викорового стекла с внутренним диаметром 25 мм наполняли 35 г оксидного катализатора, и температуру реакции устанавливали при 440°C, и давление реакции устанавливали при нормальном давлении. После этого смешанный газ, состоящий из пропана, аммиака, кислорода и гелия (пропан:аммиак:кислород:гелий = 1:1:3:18 (молярное отношение)), подавали при постоянном времени контактирования 2,8 (с·г/см³). После завершения реакции степень конверсии пропана была найдена равной 84,8%, и выход акрилонитрила был найден равным 48,4%.

В соответствии с данным изобретением может быть предоставлено: устройство и способ для изготовления катализатора, которые могут обеспечивать равномерную подачу приготовленного водного смешанного раствора в сушилку; и способ получения ненасыщенной кислоты или ненасыщенного нитрила с применением вышеуказанного катализатора.

Данная заявка основана на заявке на патент Японии (заявке на патент Японии № 2010-282346), зарегистрированной 17 декабря 2010 г., и заявке на патент Японии (заявке на патент Японии № 2011-006328), зарегистрированной 14 января 2011 г.; описание каждой из которых включено настоящим посредством ссылки.

Описание обозначений:

100: устройство для изготовления катализатора,

110: резервуар для смешанного раствора,

112: отверстие для подачи исходного материала,

114: отверстие для выпуска водного смешанного раствора,

116: мешалка,

118: узел для промывки,

120: сушилка,

122: сопло,

124: сушильная камера,

126: отверстие для выпуска сухого продукта,

130, 150: узел для регулирования температуры,

140: фильтр,

160: насос,

L10: трубопровод.

Устройство для изготовления катализатора содержит резервуар, предназначенный для приготовления водного смешанного раствора, содержащего соединение Mo, соединение V и соединение Nb, сушилку, предназначенную для сушки распылением водного смешанного раствора, и трубопровод для соединения резервуара с сушилкой таким образом, что водный смешанный раствор может быть подан из резервуара в сушилку. В устройстве нагреватель, предназначенный для нагрева водного смешанного раствора, установлен в резервуаре и/или трубопроводе, и фильтр, предназначенный для фильтрования водного смешанного раствора, установлен в трубопроводе. Устройства и способы изготовления катализатора обеспечивают равномерную подачу приготовленного водного смешанного раствора в сушилку. Указанный катализатор далее используют в способе получения ненасыщенной кислоты или ненасыщенного нитрила. 7 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил., 7 пр.

1. Устройство для изготовления катализатора, содержащее резервуар, предназначенный для приготовления водного смешанного раствора, содержащего соединение Mo, соединение V и соединение Nb, сушилку, предназначенную для сушки распылением водного смешанного раствора, и трубопровод для соединения резервуара с сушилкой таким образом, чтобы водный смешанный раствор мог быть подан из резервуара в сушилку, в котором
нагреватель, предназначенный для нагрева водного смешанного раствора, установлен в резервуаре и/или трубопроводе, а фильтр, предназначенный для фильтрования водного смешанного раствора, установлен в трубопроводе.

2. Устройство для изготовления катализатора по п. 1, в котором по меньшей мере часть внутренней поверхности резервуара и/или внутренней поверхности трубопровода состоит из фторуглеродной смолы.

3. Устройство для изготовления катализатора по п. 1, в котором охладитель, предназначенный для охлаждения водного смешанного раствора, установлен в резервуаре.

4. Устройство для изготовления катализатора по п. 3, в котором по меньшей мере часть области установленных в резервуаре нагревателя и/или охладителя, допущенной для соприкосновения с водным смешанным раствором, состоит из фторуглеродной смолы.

5. Устройство для изготовления катализатора по п. 1, содержащее внутри резервуара промыватель, предназначенный для промывки внутренней поверхности резервуара.

6. Устройство для изготовления катализатора по п. 5, в котором промыватель предназначен для того, чтобы распылять и/или инжектировать воду в резервуар таким образом, что воде предоставляется возможность соприкосновения с внутренней поверхностью резервуара.

7. Устройство для изготовления катализатора по п. 1, содержащее несколько резервуаров, в котором резервуары скомпонованы таким образом, что водный смешанный раствор, приготовленный в одном или нескольких резервуарах, сушится распылением с помощью сушилки, и после этого водный смешанный раствор, приготовленный в других одном или нескольких резервуарах, которые отличаются от упомянутых выше одного или нескольких резервуаров, сушится распылением с помощью сушилки.

8. Способ изготовления катализатора с применением устройства для изготовления катализатора по п. 1, включающий:
(a) стадию приготовления водного смешанного раствора, содержащего соединение Mo, соединение V и соединение Nb; и
(b) стадию сушки водного смешанного раствора с помощью сушилки,
в котором устройство для изготовления катализатора содержит несколько резервуаров, и
данный способ включает:
наряду с распылительной сушкой водного смешанного раствора из одного или нескольких резервуаров стадию дополнительного приготовления водного смешанного раствора в других одном или нескольких резервуарах, которые отличаются от упомянутых выше одного или нескольких резервуаров; и стадию непрерывной распылительной сушки водного смешанного раствора посредством подачи водного смешанного раствора, приготовленного в других одном или нескольких резервуарах, в сушилку и распылительной сушки водного смешанного раствора, после того как водный смешанный раствор из упомянутых выше одного или нескольких резервуаров высушен распылением.

9. Способ изготовления катализатора с применением устройства для изготовления катализатора по п. 1, в котором катализатор имеет состав, представленный приведенной ниже формулой (1):
MoV_aNb_bX_cT_dZ_eO_n… (1)

(в которой X представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Sb, Те и Bi; Т представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti, W, Mn и В; Z представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из La, Ce, Pr, Yb, Y, Sc, Sr и Ba; a, b, с, d и е находятся в пределах интервалов 0,01≤а≤1, 0,01≤b≤l, 0,01≤с≤1, 0≤d<l и 0≤е<1, соответственно; и n является величиной, удовлетворяющей балансу валентностей).

10. Способ изготовления катализатора по п. 8, в котором катализатор имеет состав, представленный приведенной ниже общей формулой (1):
MoV_aNb_bX_cT_dZ_eO_n… (1)

(в которой X представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Sb, Те и Bi; Т представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti, W, Mn и В; Z представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из La, Ce, Pr, Yb, Y, Sc, Sr и Ba; а, b, с, d и е находятся в пределах интервалов 0,01≤а≤1, 0,01≤b≤l, 0,01≤с≤1, 0≤d<1 и 0≤е<1, соответственно; и n является величиной, удовлетворяющей балансу валентностей).

11. Способ, включающий выполнение реакции каталитического окисления в паровой фазе или реакции каталитического аммоксидирования в паровой фазе пропана или изобутана таким образом, чтобы получить соответствующую ненасыщенную кислоту или ненасыщенный нитрил,
в котором применяют катализатор, полученный способом изготовления катализатора по п. 8.

12. Устройство для изготовления катализатора по п. 2, в котором охладитель, предназначенный для охлаждения водного смешанного раствора, установлен в резервуаре.

13. Устройство для изготовления катализатора по п. 12, в котором по меньшей мере часть области установленных в резервуаре нагревателя и/или охладителя, допущенной для соприкосновения с водным смешанным раствором, состоит из фторуглеродной смолы.

14. Устройство для изготовления катализатора по п. 2, содержащее внутри резервуара промыватель, предназначенный для промывки внутренней поверхности резервуара.

15. Устройство для изготовления катализатора по п. 14, в котором промыватель предназначен для того чтобы распылять и/или инжектировать воду в резервуар таким образом, что воде предоставляется возможность соприкосновения с внутренней поверхностью резервуара.

16. Устройство для изготовления катализатора по п. 2, содержащее несколько резервуаров, в котором резервуары сконструированы таким образом, что водный смешанный раствор, приготовленный в одном или нескольких резервуарах, сушится распылением посредством сушилки, и после этого водный смешанный раствор, приготовленный в других одном или нескольких резервуарах, которые отличаются от упомянутых выше одного или нескольких резервуаров, сушится распылением посредством сушилки.

17. Способ изготовления катализатора с применением устройства для изготовления катализатора по п. 2, включающий:
(a) стадию приготовления водного смешанного раствора, содержащего соединение Мо, соединение V и соединение Nb; и
(b) стадию сушки водного смешанного раствора с помощью сушилки,
в котором устройство для изготовления катализатора содержит несколько резервуаров, и
данный способ включает:
наряду с распылительной сушкой водного смешанного раствора из одного или нескольких резервуаров стадию дополнительного приготовления водного смешанного раствора в других одном или нескольких резервуарах, которые отличаются от упомянутых выше одного или нескольких резервуаров; и
стадию непрерывной распылительной сушки водного смешанного раствора посредством подачи водного смешанного раствора, приготовленного в других одном или нескольких резервуарах, в сушилку и распылительной сушки водного смешанного раствора, после того как водный смешанный раствор из упомянутых выше одного или нескольких резервуаров высушен распылением.

18. Способ изготовления катализатора с применением устройства для изготовления катализатора по п. 2, в котором катализатор имеет состав, представленный приведенной ниже формулой (1):
MoV_aNb_bX_cT_dZ_eO_n… (1)

(в которой X представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Sb, Те и Bi; Т представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti, W, Mn и В; Z представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из La, Ce, Pr, Yb, Y, Sc, Sr и Ba; a, b, с, d и е находятся в пределах интервалов 0,01≤а≤1, 0,01≤b≤l, 0,01≤с≤1, 0≤d<l и 0≤е<1, соответственно; и n является величиной, удовлетворяющей балансу валентностей).

19. Способ изготовления катализатора по п. 17, в котором катализатор имеет состав, представленный приведенной ниже общей формулой (1):
MoV_aNb_bX_cT_dZ_eO_n… (1)

(в которой X представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Sb, Те и Bi; Т представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti, W, Mn и В; Z представляет один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из La, Ce, Pr, Yb, Y, Sc, Sr и Ba; a, b, с, d и е находятся в пределах интервалов 0,01≤а≤1, 0,01≤b≤l, 0,01≤с≤1, 0≤d<l и 0≤е<1, соответственно; и n является величиной, удовлетворяющей балансу валентностей).

20. Способ, включающий выполнение реакции каталитического окисления в паровой фазе или реакции каталитического аммоксидирования в паровой фазе пропана или изобутана таким образом, чтобы получить соответствующую ненасыщенную кислоту или ненасыщенный нитрил,
в котором применяют катализатор, полученный способом изготовления катализатора по п. 17.