Способ получения оксидного катализатора и способ получения ненасыщенного нитрила

Способ получения оксидного катализатора и способ получения ненасыщенного нитрила

Реферат

Область техники

[0001] Настоящее изобретение предлагает способ получения оксидного катализатора и способ получения ненасыщенного нитрила.

Уровень техники

[0002] Обычный имеющийся в продаже ненасыщенный нитрил в настоящее время производится в промышленности, главным образом, посредством реакции каталитического аммоксидирования, в которой участвуют олефин, аммиак и кислород. С другой стороны, в последние годы привлекают внимание способы, которые включают использование алкана, такого как пропан или изобутан, в качестве исходного материала вместо олефина и осуществление реакции газофазного каталитического аммоксидирования для получения ненасыщенного нитрила, соответствующего исходному материалу, и было предложено множество катализаторов для использования в таких способах.

[0003] Например, патентный документ 1 предлагает способ получения катализатора посредством газофазного каталитического окисления или газофазного каталитического аммоксидирования пропана или изобутана, в котором катализатор содержит менее рассеивающуюся сурьму, обеспечивается высокий выход ненасыщенного нитрила, и проявляется высокий выход в единицу времени в расчете на единицу объема катализатора.

[0004] Патентный документ 2 предлагает способ получения с использованием нанесенного на диоксид кремния катализатора в получении ненасыщенного нитрила посредством реакции газофазного каталитического аммоксидирования пропана или изобутана или ненасыщенной карбоновой кислоты посредством соответствующей реакции газофазного каталитического окисления, в котором катализатор нанесен на составляющий от 20 до 60 мас.% диоксид кремния и имеет объем пор, составляющий 0,15 см³/г или более, и порошкообразный диоксид кремния, у которого средний размер первичных частиц составляет 50 нм или менее, используется в качестве, по меньшей мере, части исходного материала диоксида кремния.

[0005] Патентный документ 3 описывает, что поры, образованные диоксидом кремния, оптимизируются посредством обжига, когда используются в сочетании золь и порошкообразный диоксид кремния, которые различаются по размеру первичных частиц, и в результате этого улучшаются эксплуатационные характеристики катализатора аммоксидирования, и эффективно производится целевой продукт.

Список цитируемой литературы

Патентные документы

[0006]

Патентный документ 1: японская выложенная патентная заявка № 2000-70714

Патентный документ 2: японская выложенная патентная заявка № 2002-219362

Патентный документ 3: публикация международной патентной заявки № WO 2012/144369

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0007] Хотя способы получения катализаторов, которые описаны в патентных документах 1-3, позволяют получать катализатор для реакции аммоксидирования, который может выдерживать определенные условия, получаемый катализатор при использовании не обеспечивает достаточный для промышленности выход ненасыщенного нитрила и не имеет достаточно высокой активности.

[0008] Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ получения оксидного катализатора, который исключает необходимость введения сложных стадий и замены оборудования, а также может обеспечивать высокий выход ненасыщенного нитрила.

Решение проблемы

[0009] Авторы настоящего изобретения провели всесторонние исследования в целях решения описанных выше проблем традиционных технологий и в результате этого выполнили настоящее изобретение, обнаружив, что посредством осуществления способа получения оксидного катализатора для применения в особой реакции исключается необходимость введения сложных стадий и замены оборудования, а также может быть получен высокий выход ненасыщенного нитрила, причем данный способ включает особую стадию получения, стадию смешения, стадию сушки, и стадию обжига, где исходный материал подложки, используемый на стадии смешения, включает особый золь диоксида кремния, количество которого находится в заданном интервале.

[0010] В частности, настоящее изобретение описывается следующим образом:

[1] Способ получения оксидного катализатора, включающего Mo, V, Sb и Nb, для применения в реакции газофазного каталитического окисления или реакции газофазного каталитического аммоксидирования пропана или изобутана, причем способ включает стадии:

стадия получения, включающая получение первого водного смешанного раствора, содержащего Mo, V и Sb;

стадия смешения, включающая смешивание первого водного смешанного раствора с исходным материалом подложки, включающим золь диоксида кремния, и исходным материалом Nb для получения второго водного смешанного раствора;

стадия сушки, включающая высушивание второго водного смешанного раствора для получения сухого порошка; и

стадия обжига, включающая обжиг сухого порошка для получения оксидного катализатора, причем

исходный материал подложки включает 25 мас.% или более, в пересчете на SiO₂, золя диоксида кремния, у которого средний размер первичных частиц составляет 3,0 нм или более и менее чем 11 нм, по отношению к полному количеству исходного материала подложки, и золь диоксида кремния включает 55% или более частиц золя диоксида кремния, у которого размер первичных частиц составляет менее чем 11 нм.

[2] Способ получения оксидного катализатора по п. [1], в котором оксидный катализатор имеет состав, представленный следующей формулой (1):

MoV_aSb_bNb_cZ_dO_n (1)

где Z представляет собой, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из W, La, Ce, Yb и Y; a, b, c и d представляют собой значения в интервалах 0,01≤a≤0,35, 0,01≤b≤0,35, 0,01≤c≤0,20 и 0,00≤d≤0,10, соответственно; и n представляет собой значение, обеспечивающее баланс между валентностями.

[3] Способ получения оксидного катализатора по п. [2], в котором в формуле (1), (a/b) составляет 0,50 или более и 0,98 или менее.

[4] Способ получения оксидного катализатора по любому из пп. [1]-[3], в котором оксидный катализатор включает 30 мас.% или более и 70 мас.% или менее подложки по отношению к полному количеству оксидного катализатора.

[5] Способ получения оксидного катализатора по любому из пп. [1]-[4], в котором исходный материал подложки дополнительно включает порошкообразный диоксид кремния.

[6] Способ получения оксидного катализатора по любому из пп. [1]-[5], в котором исходный материал подложки включает 30 мас.% или более и 70 мас.% или менее, в пересчете на SiO₂, золя диоксида кремния по отношению к полному количеству исходному материалу подложки.

[7] Способ получения ненасыщенного нитрила, включающий стадию получения, включающую получение ненасыщенного нитрила посредством реакции газофазного каталитического аммоксидирования пропана или изобутана в присутствии оксидного катализатора, полученного способом получения оксидного катализатора по любому из пп. [1]-[6].

Полезные эффекты изобретения

[0011] Способ получения оксидного катализатора согласно настоящему изобретению может производить оксидный катализатор, который исключает необходимость введения сложных стадий и замены оборудования, а также может обеспечивать высокий выход ненасыщенного нитрила.

Описание вариантов осуществления

[0012] Далее будет подробно описан вариант осуществления настоящего изобретения, который ниже будет называться просто "настоящий вариант осуществления"). Настоящий вариант осуществления, описанный ниже, приводится для иллюстрации настоящего изобретения и не предназначается для ограничения настоящего изобретения приведенным ниже содержанием. Настоящее изобретение может осуществляться посредством введения соответствующих изменений или модификаций без отклонения от идеи настоящего изобретения.

[0013] [Способ получения оксидного катализатора]

Способ получения оксидного катализатора согласно настоящему варианту осуществления представляет собой способ получения оксидного катализатора, включающего Mo, V, Sb и Nb, для применения в реакции газофазного каталитического окисления или реакции газофазного каталитического аммоксидирования пропана или изобутана, причем данный способ включает стадии: стадия получения, включающая получение первого водного смешанного раствора, содержащего Mo, V и Sb (далее называется "водный смешанный раствор (A)") (далее данная стадия также называется "стадия (a)"); стадия смешения, включающая смешивание первого водного смешанного раствора с исходным материалом подложки, включающим золь диоксида кремния, и исходным материалом Nb для получения второго водного смешанного раствора (далее называется "водный смешанный раствор (B)") (далее данная стадия также называется "стадия (b)"); стадия сушки, включающая высушивания второго водного смешанного раствора для получения сухого порошка (далее данная стадия также называется "стадия (c)"); и стадия обжига, включающая обжиг сухого порошка для получения оксидного катализатора (далее данная стадия также называется "стадия (d)"). Исходный материал подложки включает 25 мас.% или более, в пересчете на SiO₂, золя диоксида кремния, у которого средний размер первичных частиц составляет 3,0 нм или более и менее чем 11 нм, по отношению к полному количеству исходному материалу подложки, и золь диоксида кремния включает 55% или более частиц золя диоксида кремния, у которого размер первичных частиц составляет менее чем 11 нм. Способ получения оксидного катализатора может дополнительно включать стадию удаления, включающую удаление выступов, присутствующих на поверхности частиц оксидного катализатора (далее данная стадия также называется "стадия (e)"). Способом получения оксидного катализатора согласно настоящему варианту осуществления может быть получен оксидный катализатор, который устраняет необходимость введения сложных стадий и замены оборудования, а также может обеспечивать высокий выход ненасыщенного нитрила. В данном контексте "высокий выход" означает, что повышенный выход получается, когда используют, по меньшей мере, оксидный катализатор, имеющий такой же или аналогичный состав, как состав, представленный формулой (1), упомянутой далее.

[0014] [Стадия (a): стадия получения]

Стадия (a) согласно настоящему варианту осуществления представляет собой стадию получения водного смешанного раствора (A), содержащего Mo, V и Sb. Примеры способа получения представляют собой, но не ограничиваются этим, способ получения водного смешанного раствора (A), согласно которому смешиваются исходный материал, содержащий Mo (далее также называется "исходный материал Mo"), исходный материал, содержащий V (далее также называется "исходный материал V"), и исходный материал, содержащий Sb (далее также называется "исходный материал Sb"). Описанный выше способ смешивания не ограничивается определенным образом, и может использоваться способ смешивания, известный в технике.

[0015] Примеры исходного материала Mo представляют собой, но не ограничиваются этим, гептамолибдат аммония [(NH₄)Mo₇O₂₄⋅4H₂O], триоксид молибдена [MoO₃], фосфорномолибденовая кислота [H₃PMo₁₂O₄₀], кремнемолибденовая кислота [H₄SiMo₁₂O₄₀] и пентахлорид молибдена [MoCl₅]. Среди них предпочтительным является гептамолибдат аммония [(NH₄)Mo₇O₂₄⋅4H₂O].

[0016] Примеры исходного материала V представляют собой, но не ограничиваются этим, метаванадат аммония [NH₄VO₃], оксид ванадия(V) [V₂O₅] и хлорид ванадия [VCl₄ и VCl₃]. Среди них предпочтительным является метаванадат аммония [NH₄VO₃].

[0017] Примеры исходного материала Sb представляют собой, но не ограничиваются этим, оксид сурьмы [Sb₂O₃ и Sb₂O₅], сурьмянистая кислота [HSbO₂], сурьмяная кислота [HSbO₃], антимонат аммония [(NH₄)SbO₃], хлорид сурьмы [SbCl₃], соли органических кислот, такие как тартрат сурьмы, а также металлическая сурьма. Среди них предпочтительным является оксид сурьмы(III) [Sb₂O₃].

[0018] [Стадия (b): стадия смешения]

На стадии (b) согласно настоящему варианту осуществления, водный смешанный раствор (A) смешивается с исходным материалом подложки, включающим золь диоксида кремния, и исходным материалом Nb, и получается водный смешанный раствор (B). Способ смешивания не ограничивается определенным образом, и может использоваться способ смешивания известный в технике. Исходный материал подложки представляет собой исходный материал, служащий в качестве подложки в оксидном катализаторе, и исходный материал Nb представляет собой исходный материал, содержащий Nb.

[0019] Исходный материал подложки согласно настоящему варианту осуществления включает золь диоксида кремния. Золь диоксида кремния включает 25 мас.% или более, в пересчете на SiO₂, золя диоксида кремния, у которого средний размер первичных частиц (далее также называется "средний размер первичных частиц dZ" или просто "dZ") составляет 3,0 нм или более и менее чем 11 нм (далее указанный золь диоксида кремния также называется "определенный золь диоксида кремния"), по отношению к полному количеству (100 мас.%) исходному материалу подложки, и предпочтительно включает его в количестве, составляющем 30 мас.% или более и 70 мас.% или менее, предпочтительнее 40 мас.% или более и 60 мас.% или менее. Средний размер первичных частиц золя диоксида кремния составляет предпочтительнее 4,0 нм или более и менее чем 10 нм, предпочтительнее 5,0 нм или более и менее чем 10 нм. Примеры золя диоксида кремния включают кислый золь и основный золь. Могут использоваться любые из указанных золей диоксида кремния. Основной золь является более предпочтительный. Золь диоксида кремния, имеющий средний размер первичных частиц в интервале, описанном выше, может быть получен посредством соответствующего выбора и сочетания из имеющихся в продаже золей диоксида кремния. В случае уменьшения среднего размера первичных частиц имеющегося в продаже золя диоксида кремния для использования, частицы золя диоксида кремния могут в высокой степени диспергироваться посредством соответствующего добавления аммиака (NH₃) непосредственно перед использованием имеющегося в продаже золя диоксида кремния.

[0020] Площадь поверхности подложки увеличивается посредством включения заданного или большего количества золя диоксида кремния, у которого средний размер первичных частиц составляет менее чем 11 нм. Предположительно это подавляет рост кристаллов оксида металла, проявляющего активность, таким образом, что размер его кристаллитов является небольшим, и в результате этого увеличивается площадь поверхности активной плоскости (базисной плоскости кристаллов), способствуя реакции, и при этом уменьшается площадь поверхности боковой плоскости кристаллов, способствуя разложению продукта, и результате этого повышается выход (однако фактор не ограничивается этим). С другой стороны, когда исходный материал подложки, включающий заданное или большее количество золя диоксида кремния, у которого средний размер первичных частиц составляет 3,0 нм или более, превращается в суспензию оксида металла, упомянутую далее, суспензия не загущается, и в ней не происходит ухудшение формы частиц, вызываемое закупориванием трубы. Кроме того, удельная площадь поверхности оксидного катализатора после обжига не является чрезмерно большой. Таким образом, подавляются неблагоприятные эффекты, такие как разложение самого продукта диоксида кремния, и не ухудшаются эксплуатационные характеристики оксидного катализатора. Обжиг при высокой температуре, предназначенный просто для уменьшения удельной площади поверхности катализатора, как правило, приводит к ухудшению самих кристаллов активных веществ.

[0021] Когда исходный материал подложки, включающий 70 мас.% или менее золя диоксида кремния, у которого средний размер первичных частиц составляет 3,0 нм или более, превращается в суспензию оксида металла, упомянутый далее, суспензия, как правило, не загущается, и отсутствует закупоривание труб и неудовлетворительная пригодность для формования. Кроме того, удельная площадь поверхности катализатора после обжига не является чрезмерно большой. Таким образом, подавляются неблагоприятные эффекты, такие как разложение самого продукта диоксида кремния, и не ухудшаются эксплуатационные характеристики оксидного катализатора. Кроме того, количество оксида металла не увеличивается чрезмерно по отношению к золю диоксида кремния посредством включения 30 мас.% или более золя диоксида кремния, у которого средний размер первичных частиц составляет 3,0 нм или более. Предположительно рост кристаллов золя диоксида кремния, имеющего активность, подавляется таким образом, что его размер кристаллитов является малым.

[0022] Исходный материал подложки согласно настоящему варианту осуществления включает 25 мас.% или более, в пересчете на SiO₂, золя диоксида кремния, у которого средний размер первичных частиц составляет 3,0 нм или более и менее чем 11,0 нм по отношению к полному количеству (100 мас.%) исходного материала подложки, и золь диоксида кремния включает 55% или более частиц золя диоксида кремния, у которого размер первичных частиц составляет менее чем 11 нм. Содержание золя диоксида кремния, у которого размер первичных частиц составляет менее чем 11 нм, составляет 55% или более, и в результате этого увеличивается пропорция частиц золя диоксида кремния, имеющих малый размер первичных частиц, по отношению ко всему золю диоксида кремния. Предположительно это подавляет рост кристаллов оксида металла, проявляющего активность, таким образом, что размер его кристаллитов является небольшим, и в результате этого увеличивается площадь поверхности активной плоскости (базисной плоскости кристаллов), способствуя реакции, и при этом уменьшается площадь поверхности боковой плоскости кристаллов, способствуя разложению продукта, и результате этого повышается выход (однако фактор не ограничивается этим). Содержание золя диоксида кремния, у которого размер первичных частиц составляет менее чем 11 нм, составляет предпочтительно менее чем 98 мас.% и предпочтительнее менее чем 96 мас.%. Содержание золя диоксида кремния составляет менее чем 98 мас.%, и в результате этого, в частности, когда исходный материал подложки превращается в суспензию оксида металла, упомянутую далее, суспензия не загущается, и в ней не происходит ухудшение формы частиц, вызываемое закупориванием трубы. Кроме того, удельная площадь поверхности оксидного катализатора после обжига не является чрезмерно большой. Таким образом, наблюдается тенденция, согласно которой подавляется разложение продукта самим золем диоксида кремния и т. д., и оказываются превосходными эксплуатационные характеристики оксидных катализаторов.

[0023] Исходный материал подложки предпочтительно включает 30 мас.% или более, предпочтительнее 30 мас.% или более и 70 мас.% или менее, предпочтительнее 40 мас.% или более и 60 мас.% или менее, в пересчете на SiO₂, золя диоксида кремния по отношению к полному количеству (100 мас.%) исходного материала подложки. Кроме того, золь диоксида кремния предпочтительно включает 50 мас.% или более и 100 мас.% или менее, предпочтительнее 65 мас.% или более и 100 мас.% или менее, в пересчете на SiO₂, определенного золя диоксида кремния по отношению к полному количеству (100 мас.%) золя диоксида кремния.

[0024] Золь диоксида кремния согласно настоящему варианту осуществления может содержать щелочной металл. Массовая концентрация щелочного металла, содержащегося в золе диоксида кремния, составляет предпочтительно 0,0 частей на миллион или более и 200 частей на миллион или менее. Щелочной металл может содержаться в качестве примесей в золе диоксида кремния. Когда концентрация щелочного металла находится в пределах интервала, описанного выше, эксплуатационные характеристики оксидного катализатора, как правило, улучшаются. Золь диоксида кремния может также содержать разнообразные примеси, такой как азотная кислота, серная кислота и аммиак. Суммарная концентрация указанных примесей также составляет предпочтительно 0,0 мас.% или более и 1,0 мас.% или менее с такой же точки зрения, как в случае щелочного металла. В последние годы был разработан золь диоксида кремния, имеющий небольшой средний размер первичных частиц и имеющий низкую концентрацию указанных примесей. Такой золь диоксида кремния имеет концентрацию примесей в интервале, описанном выше.

[0025] Состав металлов оксидного катализатора в значительной степени коррелирует с количеством подложки, содержащейся в оксидном катализаторе. Когда состав металлов соответствует количеству подложки, эксплуатационные характеристики оксидного катализатора значительно улучшаются. Соответственно, количество подложки, содержащейся в оксидном катализаторе, не должно быть чрезмерно большим, и в результате этого площадь поверхности подложки в оксидном катализаторе не является чрезмерно малой. Это обычно подавляет ухудшение диспергируемости оксида металла, который представляет собой активное вещество катализатора, после обжига и подавляет ухудшение эксплуатационных характеристик оксидного катализатора. Соответственно, золь диоксида кремния, у которого средний размер первичных частиц составляет 3,0 нм или более, содержится в количестве, находящемся в заданном интервале, и в результате этого площадь поверхности катализатора не увеличивается в чрезмерно большой степени в течение обжига, и предотвращается внедрение диоксида кремния в металлический компонент (активное вещество) посредством разложения исходного материала подложки. В результате этого подавляется ухудшение эксплуатационных характеристик оксидного катализатора. Кроме того, интервал распределение первичных частиц по размеру указанного золя диоксида кремния предпочтительно является узким. Предпочтительнее золь диоксида кремния является монодисперсным.

[0026] Размер первичных частиц (диаметр первичных частиц) золя диоксида кремния может измеряться такими способами, как распределение частиц по размеру, малоугловое рассеяние рентгеновского излучения, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) и т. д. Среди них предпочтительной для измерения является ПЭМ, которая обеспечивает одновременное наблюдение состояния и распределения частиц. При измерении ПЭМ фотографируют случайным образом три или более болей наблюдения, и измеренные значения диаметра частицы для 100 или более частиц можно усреднять и использовать в качестве среднего размера первичных частиц золя диоксида кремния. Имеющееся в продаже аналитическое программное обеспечение может быть соответствующим образом использовано для измерения диаметра частицы для 100 или более частиц на изображениях.

[0027] На стадии (b) (стадия смешения) исходный материал подложки предпочтительно дополнительно включает порошкообразный диоксид кремния. Указанный порошкообразный диоксид кремния частично составляет исходный материал диоксида кремния вместе с золем диоксида кремния. Средний размер первичных частиц порошкообразного диоксида кремния (далее также называется "средний размер первичных частиц dA порошкообразного диоксида кремния" или просто "dA") на стадии смешения составляет предпочтительно 3,0 нм или более и менее чем 100 нм, предпочтительнее 3,0 нм или более и менее чем 40 нм, предпочтительнее 3,0 нм или более и менее чем 20 нм. Средний размер первичных частиц порошкообразного диоксида кремния составляет менее чем 100 нм, и в результате этого обычно подавляется ухудшение сопротивления истиранию оксидного катализатора. Предпочтительнее средний размер первичных частиц dZ золя диоксида кремния составляет 3,0 нм или более и менее чем 11 нм, и средний размер первичных частиц dA порошкообразного диоксида кремния составляет 3,0 нм или более и менее чем 20 нм. С другой стороны, средний размер первичных частиц порошкообразного диоксида кремния составляет 3,0 нм или более, и в результате этого предположительно предотвращается внедрение диоксида кремния в структуры кристаллов (активное вещество) посредством разложения исходного материала подложки в течение обжига. Таким образом, обычно подавляется ухудшение эксплуатационных характеристик оксидного катализатора. Порошкообразный диоксид кремния, имеющий средний размер первичных частиц в интервале, описанном выше, может быть получен посредством соответствующего выбора и сочетания имеющихся в продаже сортов порошкообразного диоксида кремния. Средний размер первичных частиц dA порошкообразного диоксида кремния может быть измерен такими способами, как распределение частиц по размеру, малоугловое рассеяние рентгеновского излучения, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) и т. д. При измерении ПЭМ фотографируют случайным образом три или более болей наблюдения, и измеренные значения диаметра частицы для 100 или более частиц можно усреднять и использовать в качестве среднего размера первичных частиц золя диоксида кремния. Имеющееся в продаже аналитическое программное обеспечение может быть соответствующим образом использовано для измерения диаметра частицы для 100 или более частиц на изображениях.

[0028] Помимо диоксида кремния, такого как золь диоксида кремния и порошкообразный диоксид кремния, примеры исходного материала подложки включают оксид алюминия, оксид титана и оксид циркония. Один исходный материал подложки может использоваться индивидуально, или два или более исходных материалов подложки могут использоваться в сочетании. Диоксид кремния является предпочтительным как исходный материал подложки.

[0029] На стадии (b) количество, в пересчете на SiO₂, золя диоксида кремния составляет предпочтительно 30 мас.% или более и 70 мас.% или менее, предпочтительнее 40 мас.% или более и 60 мас.% или менее, предпочтительнее 45 мас.% или более и 55 мас.% или менее, по отношению к полному количеству (100 мас.%) золя диоксида кремния и порошкообразного диоксида кремния. Количество золя диоксида кремния составляет 30 мас.% или более, и в результате этого обычно подавляется ухудшение сопротивления истиранию оксидного катализатора. Количество золя диоксида кремния составляет 70 мас.% или менее, и в результате этого обычно подавляется ухудшение эксплуатационных характеристик оксидного катализатора.

[0030] Примеры исходного материала Nb представляют собой, но не ограничиваются этим, ниобиевая кислота, соли ниобия и неорганических кислот и соли ниобия и органических кислот. Среди них, ниобиевая кислота является предпочтительной. Ниобиевая кислота описывается формулой Nb₂O₅⋅nH₂O и также называется гидроксидом ниобия или гидратом оксида ниобия.

[0031] Исходный материал Nb предпочтительно содержит воду. В данном контексте, соотношение содержащейся воды и Nb (Nb (моль)/вода (кг)) составляет предпочтительнее 0,1 или более и 10 или менее, предпочтительнее 0,3 или более и 5,0 или менее, с точки зрения, например, стабилизации исходного материал Nb. Кроме того, исходный материал Nb может содержать соль органической кислоты или свободную органическую кислоту. Органическая кислота не ограничивается определенным образом и предпочтительно представляет собой щавелевую кислоту. Молярное соотношение органической кислоты и ниобия (органическая кислота/ниобий) в исходном материале Nb составляет предпочтительно 1,0 или более и 4,0 или менее.

[0032] Способ получения исходного материала Nb, содержащего воду и органическую кислоту, не ограничивается определенным образом, и вода и органическая кислота могут смешиваться в любой последовательности. Описанное выше смешивание может осуществляться при любой температуре, при том условии, что температура является равной или составляющей более чем температура, при которой не коагулирует исходный материал Nb, содержащий воду, и является равной или составляющей менее чем температура, при которой не кипит исходный материал Nb, содержащий воду. Однако смешивание предпочтительно осуществляется при комнатной температуре с точки зрения, например, технологичности смешивания.

[0033] Исходный материал Nb, содержащий воду, предпочтительно содержит дополнительно пероксид водорода. В данном контексте, молярное соотношение Nb и пероксида водорода (Nb/H₂O₂), содержащегося в исходном материале Nb составляет предпочтительно 0,5 или более и 20 или менее, предпочтительнее 1,0 или более и 10 или менее, предпочтительнее 1,0 или более и 5,0 или менее, с точки зрения, например, стабилизации исходного материала Nb в растворенном состоянии посредством образования комплекса, надлежащего регулирования окислительно-восстановительного состояния элементов, составляющих оксидный катализатор, и достижения надлежащих каталитических эксплуатационных характеристик получаемого в результате оксидного катализатора.

[0034] На стадии (a) и/или на стадии (b) в смесь может дополнительно вводиться исходный материал, содержащий, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из W, La, Ce, Yb, и Y (далее также называется "компонент Z") (далее указанный исходный материал также называется "исходный материал Z"). Исходный материал Z представляет собой любое вещество, содержащее компонент Z. Соответствующие примеры представляют собой, но не ограничиваются этим, соединение, содержащее компонент Z, а также компонент Z, в составе которого металл солюбилизируется соответствующим реагентом. Примерные соединения, содержащие компонент Z, представляют собой, но не ограничиваются этим, соль аммония, нитрат, карбоксилат, соль аммония и карбоновой кислоты, пероксокарбоксилат, соль аммония и пероксокарбоновой кислоты, галогенированная соль аммония, галогенид, ацетилацетонат и алкоксид. Среди них является предпочтительным растворимые в воде исходный материал, такой как нитрат или карбоксилат.

[0035] На стадии (a) и/или на стадии (b) оказывается предпочтительным регулирование соотношения исходного материала таким образом, что оксидный катализатор, получаемый на стадии (d), имеет состав, представленный формулой (1), приведенной ниже. Использование оксидного катализатора, имеющего состав, представленный следующей формулой (1), обычно приводит к дополнительному улучшению выхода ненасыщенного нитрила.

MoV_aSb_bNb_cZ_dO_n (1)

где Z представляет собой, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из W, La, Ce, Yb, и Y; a, b, c и d представляют собой значения в интервалах 0,01≤a≤0,35, 0,01≤b≤0,35, 0,01≤c≤0,20 и 0,00≤d≤0,10, соответственно; и n представляет собой значение, которое обеспечивает баланс между валентностями.

[0036] В формуле (1) соотношение (a/b) составляет предпочтительно 0,50 или более и 0,98 или менее, предпочтительнее 0,60 или более и 0,97 или менее, предпочтительнее 0,65 или более и 0,96 или менее. Соотношение (a/b) составляет 0,98 или менее, и в результате этого в случае использования золя диоксида кремния, имеющего малый размер частиц, предположительно Sb легко диспергируется в высокой степени в подложке на основе диоксида кремния таким образом, что активные кристаллы образуются в высокодиспергированном состоянии. Таким образом, катализатор обычно получается с высоким выходом. Кроме того, в течение обжига Mo и Sb образуют сложный оксид, имеющий низкую температуру плавления. Это может предположительно предотвращать чрезмерное увеличение площади поверхности даже в том случае, когда используется золь диоксида кремния, имеющий небольшой размер частиц.

[0037] Состав оксидного катализатора, получаемого после стадии (d), может отличаться от состава конечного получаемого оксидного катализатора. В частности, это объясняется тем, что состав выступов оксидного катализатора, упомянутых далее, отличается от состава основной массы оксидного катализатора, и состав оксидного катализатора изменяется между состояниями до и после стадии (e) удаления выступов. На стадии (a) и/или на стадии (b) соотношение составляющих элементов может также устанавливаться с учетом данного изменения. В настоящем описании "выступ" означает материал, вытекающий и/или прикрепленный к поверхности обожженной формы, получаемой посредством конечного обжига, упомянутого далее, или материал, выступающий и/или прикрепленный от поверхности обожженной формы.

[0038] Далее стадия (a) и/или стадия (b) будут описаны при рассмотрении, в качестве примера, случая использования воды в качестве растворителя и/или диспергирующей среды и получения водного смешанного раствора (B), содержащего исходный материал Mo, исходный материал V, исходный материал Sb, исходный материал Nb и исходный материал Z. Однако стадия (a) и/или стадия (b) не ограничиваются этим.

[0039] На стадии (a) исходный материал Mo, исходный материал V, исходный материал Sb, и исходный материал Z добавляются в воду, и смесь может нагреваться для получения водного смешанного раствора (A). Для получения водного смешанного раствора (A), оказывается предпочтительным регулирование температуры нагревания и продолжительность нагревания таким образом, что каждый исходный материал может растворяться в достаточной степени. В частности, температура нагревания составляет предпочтительно 70°C или более и 100°C или менее, и продолжительность нагревания составляет предпочтительно 30 минут или более и 5 часов или менее. Для данной операции оказывается предпочтительным перемешивание водного смешанного раствора (A) таким образом, что исходные материалы легко растворяются. Для данной операции атмосфера, в которой получается водный смешанный раствор (A), может представлять собой воздушную атмосферу. В качестве альтернативы, азотная атмосфера может использоваться с точки зрения регулирования степени окисления получаемого в результате оксидного катализатора. Состояние водного смешанного раствора (A) после завершения описанного выше нагревания также упоминается как водный смешанный раствор (A'). Температура водного смешанного раствора (A') предпочтительно поддерживается на уровне 20°C или более и 80°C или менее, предпочтительнее 40°C или более и 80°C или менее. Температура водного смешанного раствора (A') составляет 20°C или более, и в результате этого уменьшается вероятность осаждения соединений металлов, растворенных в водном смешанном растворе (A').

[0040] После этого исходный материал подложки, включающий золь диоксида кремния, может добавляться в водный смешанный раствор (A) или водный смешанный раствор (A'). Среди них оказывается предпочтительным добавление золя диоксида кремния в водный смешанный раствор (A'). Золь диоксида кремния функционирует в качестве подложки в образующемся оксидном катализаторе. Температура, при которой добавляется золь диоксида кремния, составляет предпочтительно 80°C или менее. В случае добавления золя диоксида кремния при температуре, составляющей 80°C или менее, золь диоксида кремния обычно имеет относительно высокую устойчивость и предотвращает гелеобразование водного смешанного раствора (B). Добавление золя диоксида кремния может осуществляться в начале выдерживания, упомянутого далее, может осуществляться в течение выдерживания или может осуществляться непосредственно перед высушиванием водного смешанного раствора (B).

[0041] Кроме того, оказывается предпочтительным добавление соответствующего количества пероксида водорода в водный смешанный раствор (A) или водный смешанный раствор (A'), насколько это необходимо с точки зрения регулирования степени окисления сложного оксида в получаемый в результате оксидный катализатор. Добавление водного раствора пероксида водорода может осуществляться во время добавления в сам водный смешанный раствор (A) или водный смешанный раствор (A') или в течение получения водного смешанного раствора (A) или водного смешанного раствора (A') и может осуществляться до или после добавления золя диоксида кремния. Для данной операции добавляемое количество водного раствора пероксида водорода составляет предпочтительно 0,01 или более и 5,0 или менее, предпочтительнее 0,5 или более и 3,0 или менее, предпочтительнее 1,0 или более и 2,5 или менее, в пересчете на молярное соотношение водного раствора пероксида водорода и Sb (H₂O₂/Sb), с точки зрения регулирования степени окисления получаемого в результате оксидного катализатора в пределах соответствующего интервала.

[0042] Оказывается предпочтительным регулирование температуры нагревания и продолжительности нагревания после добавления водного раствора пероксида водорода в водный смешанный раствор (A) или водный смешанный р