(57)【要約】  本開示で提供されるのは、触媒組成物である。触媒組成物は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒を含む：Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である。本開示はまた、組成物の作製方法を提供する。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物であって、
前記組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である、上記触媒組成物。
【請求項２】
前記組成物が、６０重量％〜８０重量％非晶質である、請求項１に記載の触媒組成物。
【請求項３】
前記組成物が、補助剤をさらに含む、請求項１又は２に記載の触媒組成物。
【請求項４】
前記補助剤が、前記触媒組成物の約３０重量％〜約９０重量％を構成する、請求項３に記載の触媒組成物。
【請求項５】
前記補助剤が、前記触媒組成物の約６０重量％を構成する、請求項３に記載の触媒組成物。
【請求項６】
前記酸化的脱水素触媒が、前記触媒組成物の約１０重量％〜約７０重量％を構成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項７】
前記酸化的脱水素触媒が、前記触媒組成物の約４０重量％を構成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項８】
前記補助剤が、支持体、結合剤、凝集剤、促進剤、酸化的脱水素触媒と少なくとも部分的に反応することができる剤、又はそれらの組合せを含む、請求項３〜７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項９】
前記補助剤が、酸化的脱水素触媒と少なくとも部分的に反応することができる剤を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１０】
前記混合金属酸化物が、下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０．０１〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１１】
前記補助剤がアルミナを含む、請求項３〜１０のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１２】
前記アルミナが、酸化アルミニウム、アルミナ一水和物、アルミナ三水和物、アルミナ−シリカ、ボーキサイト、焼成アルミナ、遷移アルミナ、焼成ハイドロタルサイト、又はそれらの組合せから選択される、請求項１１に記載の触媒組成物。
【請求項１３】
前記アルミナが、ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト、又はそれらの組合せを含む、請求項１１に記載の触媒組成物。
【請求項１４】
前記アルミナが、ベーマイトを含む、請求項１１に記載の触媒組成物。
【請求項１５】
前記ベーマイトが、疑似ベーマイトを含む、請求項１４に記載の触媒組成物。
【請求項１６】
前記アルミナが、触媒組成物の約３０重量％〜約９０重量％を構成する、請求項１１〜１５に記載の触媒組成物。
【請求項１７】
前記アルミナが、触媒組成物の約６０重量％を構成する、請求項１１〜１６に記載の触媒組成物。
【請求項１８】
ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．１２から１：０．４９であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．０５から１：０．２５であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．０１から２．０である、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１９】
ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．２０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．０５から０．５である、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２０】
ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．３０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．１０から０．３０である、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２１】
前記触媒組成物は、ＸＲＤ回折ピーク（２θ度）を、少なくとも２２±０．２、２７±０．２、２８．０±０．２、及び２８．３±０．２に有することを特徴とし、ＸＲＤはＣｕＫα放射線を使用して得られる、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２２】
前記触媒組成物は、約３４０℃〜約３９０℃の３５％転化温度を有する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２３】
前記触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度を有する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２４】
前記触媒組成物が、約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する、請求項１〜２３に記載の触媒組成物。
【請求項２５】
前記触媒組成物が、約９３％を超えるエチレンへの選択性を有する、請求項１〜２３に記載の触媒組成物。
【請求項２６】
前記触媒組成物が、約３５０℃〜約３９０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する、請求項１〜２１に記載の触媒組成物。
【請求項２７】
前記触媒組成物が、約３６０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％を超えるエチレンへの選択性を有する、請求項１〜２１に記載の触媒組成物。
【請求項２８】
ベーマイトと、下記の実験式：
Ｍｏ１Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒と、を含む触媒組成物であって、
ベーマイトは、触媒組成物の約５０重量％〜約７０重量％を構成し、
酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約３０重量％〜約５０重量％を構成し、
前記組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、約６０重量％〜約８０重量％非晶質である、
上記触媒組成物。
【請求項２９】
前記触媒組成物が、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する、請求項２８に記載の触媒組成物。
【請求項３０】
アルミナと、下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０−２．０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を有する酸化的脱水素触媒と、を含む触媒組成物であって、
前記触媒組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である、
上記触媒組成物。
【請求項３１】
以下の工程を含む方法によって調製される、請求項３０に記載の触媒組成物：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供する工程、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供する工程、並びに
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供する工程。
【請求項３２】
前記水が、蒸留水、脱イオン水、脱塩水、ミネラルウォーター、又はそれらの組合せから選択される、請求項３１に記載の触媒組成物。
【請求項３３】
前記水が、蒸留水を含む、請求項３１に記載の触媒組成物。
【請求項３４】
前記水が、前記混合物の約１０重量％〜約９９重量％を構成する、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３５】
前記水が、前記混合物の約４０重量％〜約６０重量％を構成する、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３６】
前記予備焼成触媒組成物を、約３００℃〜約４５０℃の温度で焼成する、請求項３１〜３５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３７】
前記予備焼成触媒組成物を、約３２５℃〜約３７５℃の温度で焼成する、請求項３１〜３５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３８】
前記予備焼成触媒組成物を、約３５０℃の温度で焼成する、請求項３１〜３５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３９】
酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約６０℃〜約１００℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する、請求項３１〜３８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項４０】
酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約７０℃〜約９０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する、請求項３１〜３８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項４１】
酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約８０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する、請求項３１〜３８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項４２】
アルミナと、下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０−２．０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒と、を含む触媒組成物を調製する方法であって、当該方法は以下の工程を含む：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供する工程、
酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を加熱して少なくとも４０重量％の水を除去し、予備焼成触媒組成物を提供する工程、並びに
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供する工程。
【請求項４３】
前記混合物が、
約２０重量％〜約９０重量％の水、
約５重量％〜約５０重量％の酸化的脱水素触媒、及び
約５重量％〜約３０重量％のアルミナを含む、
請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記混合物が、
約４０重量％〜約６０重量％の水、
約２５重量％〜約３５重量％の混合金属酸化物触媒、及び
約１５重量％〜約２５重量％のアルミナを含む、
請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記混合物を約６０℃〜約１００℃の温度で加熱する、請求項４２〜４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記混合物を約７０℃〜約９０℃の温度で加熱する、請求項４２〜４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記混合物を約８０℃の温度で加熱する、請求項４２〜４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記混合物を加熱して、約５０重量％〜約９９．９重量％の水を除去する、請求項４２〜４７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
前記焼成温度が、約３００℃〜約４５０℃である、請求項４２〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記焼成温度が、約３２５℃〜約３７５℃である、請求項４２〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５１】
前記焼成温度が、約３５０℃である、請求項４２〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５２】
前記焼成時間が、約１時間〜約４８時間である、請求項４２〜５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５３】
前記焼成時間が、約１時間〜約１２時間である、請求項４２〜５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
前記焼成時間が、約１時間〜約４時間である、請求項４２〜５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５５】
前記焼成時間が、約２時間である、請求項４２〜５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
前記焼成温度が約３００℃〜約４５０℃であり、前記焼成時間が約１時間〜約４８時間である、請求項４２〜５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
前記焼成温度が約３２５℃〜約３７５℃であり、前記焼成時間が約１時間〜約４時間である、請求項４２〜５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
前記焼成温度が約３５０℃〜であり、前記焼成時間が約２時間である、請求項４２〜５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
前記触媒組成物の非晶質含量は、前記触媒組成物について予測される添加物非晶質含量よりも多い、請求項４２〜５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物の非晶質相を増加させる方法であって、
酸化的脱水素触媒、アルミナ、及び水を含む混合物を提供する工程、
酸化的脱水素触媒、アルミナ、及び水を含む前記混合物を加熱して少なくとも４０重量％の水を除去し、予備焼成触媒組成物を提供する工程、並びに
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供する工程、
を含む、上記方法。
【請求項６１】
請求項１〜３８のいずれか一項に記載の触媒組成物を用いた酸化的脱水素反応器におけるエタンのエチレンへの酸化的脱水素化のための方法。
【請求項６２】
モリブデン、バナジウム、テルル、ニオブ、アルミニウム、及び酸素を含む触媒組成物であって、
モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．４９であり、
モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．０５から１：０．２５であり、
モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり、
モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０１から２．０であり、
酸素は、少なくとも、存在する金属酸化物の原子価を満たす量で存在し、
前記組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である、上記触媒組成物。
【請求項６３】
モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．２０から１：０．４５であり、
モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり、
モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり、
モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０５から０．５である、請求項６２に記載の触媒組成物。
【請求項６４】
モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．３０から１：０．４５であり、
モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり、
モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり、
モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．１０から０．３０である、請求項６２に記載の触媒組成物。
【請求項６５】
前記組成物は、６０重量％〜８０重量％非晶質である、請求項６２〜６４のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項６６】
前記触媒組成物中のアルミニウム源が、ベーマイトを含む、請求項６２〜６５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項６７】
前記触媒組成物は、ＸＲＤ回折ピーク（２θ度）を、少なくとも２２±０．２、２７±０．２、２８．０±０．２、及び２８．３±０．２に有することを特徴とし、ＸＲＤはＣｕＫα放射線を使用して得られる、請求項６２〜６６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項６８】
前記触媒組成物は、約３４０℃〜約３９０℃の３５％転化温度を有する、請求項６２〜６７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項６９】
前記触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度を有する請求項６２〜６７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項７０】
前記触媒組成物が、約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する、請求項６２〜６９に記載の触媒組成物。
【請求項７１】
前記触媒組成物が、約９３％を超えるエチレンへの選択性を有する、請求項６２〜６９に記載の触媒組成物。
【請求項７２】
前記触媒組成物が、約３５０℃〜約３９０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する、請求項６２〜６７に記載の触媒組成物。
【請求項７３】
前記触媒組成物が、約３６０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％を超えるエチレンへの選択性を有する、請求項６２〜６７に記載の触媒組成物。
【請求項７４】
以下の工程を含む方法によって調製される、請求項６２〜７３のいずれか一項に記載の触媒組成物：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供する工程、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供する工程、並びに
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供する工程。
【請求項７５】
前記水が、蒸留水、脱イオン水、脱塩水、ミネラルウォーター、又はそれらの組合せから選択される、請求項７４に記載の触媒組成物。
【請求項７６】
前記水が、蒸留水を含む、請求項７４又は７５に記載の触媒組成物。
【請求項７７】
前記水が、前記混合物の約１０重量％〜約９９重量％を構成する、請求項７４〜７６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項７８】
前記水が、前記混合物の約４０重量％〜約６０重量％を構成する、請求項７４〜７６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項７９】
前記予備焼成触媒組成物を、約３００℃〜約４５０℃の温度で焼成する、請求項７４〜７８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項８０】
前記予備焼成触媒組成物を、約３２５℃〜約３７５℃の温度で焼成する、請求項７４〜７８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項８１】
前記予備焼成触媒組成物を、約３５０℃の温度で焼成する、請求項７４〜７８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項８２】
酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む前記混合物を、約６０℃〜約１００℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する、請求項７４〜８１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項８３】
酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む前記混合物を、約７０℃〜約９０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する、請求項７４〜８１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項８４】
酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む前記混合物を、約８０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する、請求項７４〜８１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１８年８月３日に出願された米国仮出願第６２／７１４，２８９号の出願日の利益を主張する。米国特許出願第６２／７１４，２８９号の内容は、本出願の一部としてその全体が参照により援用される。
【０００２】
本開示は、アルカンの酸化的脱水素化のための触媒組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
アルカンのオレフィンへの転化は、多くの方法で達成することができる。最も広く実施されている方法は、熱分解技術である。この技術では、アルカンを、ミリ秒から数秒のオーダーの非常に短い時間、少なくとも７００℃の温度にさらして、水素の損失を促進し、オレフィンに特徴的な１つ以上の不飽和結合の形成を促進する。しかしながら、現在の熱分解プロセスは、そのプロセスを構築して操作するのに費用がかかるだけでなく、吸熱分解反応にかなりの熱が必要なためエネルギーを大量に消費する。また、分解炉の運転により大量のＣＯ２が発生する。
【０００４】
これに代えて、パラフィンの転化は、酸化的脱水素化プロセスを用いて達成することができる。このプロセスでは、１つ以上のアルカンの流れを、酸素又は酸素含有ガスの存在下、約３００℃〜７５０℃の温度で、酸化的脱水素触媒を通過させる。水蒸気分解に対する触媒的酸化的脱水素の利点は、より低い反応温度を使用しながら、より高いエタン転化率とより高いエチレン選択率を提供することである。しかしながら、オレフィンは、それが由来するアルカンよりも反応性が高く、望ましくない副生成物へとさらに酸化する可能性があるため、触媒の開発は困難なものとなる。したがって、オレフィンよりもアルカンの酸化に対してより選択的である触媒を使用することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本開示で提供されるのは、触媒組成物である。触媒組成物は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。組成物は少なくとも４０重量％非晶質（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）である。
【０００６】
いくつかの実施形態では、組成物は、６０重量％〜８０重量％非晶質である。
【０００７】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、補助剤（ａｄｊｕｖａｎｔ）をさらに含む。いくつかの実施形態では、補助剤は、触媒組成物の約３０重量％〜約９０重量％の量で存在する。例えば、補助剤は、触媒組成物の約６０重量％の量で存在することができる。
【０００８】
いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約１０重量％〜約７０重量％の量で存在する。例えば、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約４０重量％の量で存在することができる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、補助剤は、支持体、結合剤、凝集剤、促進剤、酸化的脱水素触媒と少なくとも部分的に反応することができる剤、又はそれらの組合せから選択される。いくつかの実施形態では、補助剤は、酸化的脱水素触媒と少なくとも部分的に反応することができる剤を含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、混合金属酸化物は、下記の実験式を有する：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０．０１〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【００１１】
いくつかの実施形態では、混合金属酸化物は、下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）を有し、組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０％非晶質である。
【００１２】
いくつかの実施形態では、補助剤は、アルミナを含む。アルミナは、酸化アルミニウム、アルミナ一水和物、アルミナ三水和物、アルミナ−シリカ、ボーキサイト、焼成アルミナ、遷移アルミナ、焼成ハイドロタルサイト、又はそれらの組合せから選択することができる。いくつかの実施形態では、アルミナは、ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト、又はそれらの組合せから選択されるアルミナを含む。いくつかの実施形態では、アルミナは、ベーマイトを含む。いくつかの実施形態では、補助剤は、疑似ベーマイトを含む。いくつかの実施形態では、アルミナは、触媒組成物の約３０重量％〜約９０重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、アルミナは、触媒組成物の約６０重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、アルミナは、触媒組成物の約５５重量％の量で存在する。
【００１３】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、ＸＲＤ回折ピーク（２θ度）を、少なくとも２２±０．２、２７±０．２、２８．０±０．２、及び２８．３±０．２に有することを特徴とし、ＸＲＤはＣｕＫα放射線を使用して得られる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３４０℃〜約３９０℃の３５％転化温度を有する。例えば、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度を有することができる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約９３％を超えるエチレンへの選択性を有することができる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３９０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３６０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％を超えるエチレンへの選択性を有する。
【００１７】
また、本開示で提供されるのは、ベーマイト及び酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物である。酸化的脱水素触媒は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０−２．０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。ベーマイトは、触媒組成物の約５０重量％〜約７０重量％の量で存在する。酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約３０重量％〜約５０重量％の量で存在する。さらに、触媒組成物は、約６０重量％〜約８０重量％非晶質である。
【００１８】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。
【００１９】
本開示でさらに提供されるのは、アルミナ及び酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物である。酸化的脱水素触媒は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０−２．０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。触媒組成物は、少なくとも４０重量％非晶質である。
【００２０】
触媒組成物は、アルミナ、水、及び酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成（ｐｒｅ−ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ）触媒組成物を提供すること、並びに予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することを含む方法によって調製される。酸化的脱水素触媒前駆体は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【００２１】
いくつかの実施形態では、水は、蒸留水、脱イオン水、脱塩水、ミネラルウォーター、又はそれらの組合せから選択される。いくつかの実施形態では、水は蒸留水を含む。
【００２２】
いくつかの実施形態では、水は、混合物の約１０重量％〜約９９重量％の量で存在する。例えば、水は、混合物の約４０重量％〜約６０重量％の量で存在することができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物は、約３００℃〜約４５０℃の温度で焼成される。例えば、予備焼成触媒組成物は、約３２５℃〜約３７５℃の温度で焼成することができる。いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物は、約３５０℃の温度で焼成される。
【００２４】
いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約６０℃〜約１００℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。例えば、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約７０℃〜約９０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約８０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。
【００２５】
また、本明細書で提供されるのは、アルミナと、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒とを含む触媒組成物を調製する方法である：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０−２．０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。この方法は、アルミナ、水、及び酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、混合物を加熱して少なくとも４０重量％の水を除去し、予備焼成触媒組成物を提供すること、並びに予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することを含む。酸化的脱水素触媒前駆体は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【００２６】
いくつかの実施形態では、混合物は、約２０重量％〜約９０重量％の水、約５重量％〜約５０重量％の酸化的脱水素触媒、及び約５重量％〜約３０重量％のアルミナを含む。いくつかの実施形態では、混合物は、約４０重量％〜約６０重量％の水、約２５重量％〜約３５重量％の混合金属酸化物触媒、及び約１５重量％〜約２５重量％のアルミナを含む。
【００２７】
いくつかの実施形態では、混合物を、約６０℃〜約１００℃の温度で加熱する。例えば、混合物を、約７０℃〜約９０℃の温度で加熱することができる。いくつかの実施形態では、混合物を、約８０℃の温度で加熱する。
【００２８】
いくつかの実施形態では、混合物を加熱して、約４０重量％〜約９９．９重量％の水を除去する。
【００２９】
いくつかの実施形態では、焼成温度は約３００℃〜約４５０℃である。例えば、焼成温度は約３２５℃〜約３７５℃であってもよい。いくつかの実施形態では、焼成温度は約３５０℃である。
【００３０】
いくつかの実施形態では、焼成時間は約１時間〜約４８時間である。いくつかの実施形態では、焼成時間は約１時間〜約１２時間である。いくつかの実施形態では、焼成時間は約１時間〜約４時間である。いくつかの実施形態では、焼成時間は約２時間である。
【００３１】
いくつかの実施形態では、焼成温度は約３００℃〜約４５０℃であり、焼成時間は約１時間〜約４８時間である。例えば、焼成温度は約３２５℃〜約３７５℃であってもよく、焼成時間は約１時間〜約４時間である。いくつかの実施形態では、焼成温度は約３５０℃〜であり、焼成時間は約２時間である。
【００３２】
いくつかの実施形態では、触媒組成物の非晶質含量は、触媒組成物について予測される添加物非晶質含量（予測添加物非晶質含量：ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  ａｄｄｉｔｉｖｅ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｃｏｎｔｅｎｔ）よりも多い。
【００３３】
また、本明細書で提供されるのは、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物の非晶質相を増加させる方法である：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。この方法は、酸化的脱水素触媒、アルミナ、及び水を含む混合物を提供すること、混合物を加熱して少なくとも４０重量％の水を除去し、予備焼成触媒組成物を提供すること、並びに予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することを含む。
【００３４】
また、本明細書で提供されるのは、モリブデン、バナジウム、テルル、ニオブ、アルミニウム、及び酸素を含む触媒組成物である。モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．４９である。モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．０５から１：０．２５である。モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０である。モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０１から２．０である。酸素は、少なくとも、存在する金属酸化物の原子価を満たす量で存在する。さらに、組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である。
【００３５】
いくつかの実施形態では、モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．２０から１：０．４５であり；モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり；モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり；モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０５から０．５である。
【００３６】
いくつかの実施形態では、モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．３０から１：０．４５であり；モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり；モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり；モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．１０から０．３０である。
【００３７】
触媒組成物は、６０重量％〜８０重量％非晶質であり得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、触媒組成物中のアルミニウムの供給源は、疑似ベーマイトなどのベーマイトに由来する。
【００３９】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、ＸＲＤ回折ピーク（２θ度）を、少なくとも２２±０．２、２７±０．２、２８．０±０．２、及び２８．３±０．２に有することを特徴とし、ＸＲＤはＣｕＫα放射線を使用して得られる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３４０℃〜約３９０℃の３５％転化温度を有する。例えば、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度を有することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。例えば、触媒組成物は、約９３％を超えるエチレンへの選択性を有することができる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３９０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。例えば、触媒組成物は、約３６０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％を超えるエチレンへの選択性を有することができる。
【００４３】
触媒組成物は、アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、並びに予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することを含む方法によって調製することができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、水は、蒸留水、脱イオン水、脱塩水、ミネラルウォーター、又はそれらの組合せから選択される。例えば、水は蒸留水を含んでもよい。水は、混合物の約１０重量％〜約９９重量％の量で存在することができる。例えば、水は、混合物の約４０重量％〜約６０重量％の量で存在することができる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物は、約３００℃〜約４５０℃の温度で焼成される。例えば、予備焼成触媒組成物は、約３２５℃〜約３７５℃の温度で焼成することができる。いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物は、約３５０℃の温度で焼成される。
【００４６】
いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約６０℃〜約１００℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。例えば、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約７０℃〜約９０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約８０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。
【００４８】
また、本開示で提供される触媒組成物を用いた酸化的脱水素反応器におけるエタンのエチレンへの酸化的脱水素化のための方法も、本明細書で提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】ＣＡＴＡＰＡＬ（登録商標）Ｂアルミナ結合剤と酸化的脱水素触媒（触媒組成物３．１）のＳＥＭ画像を示す。
【図２】触媒１．１、触媒組成物１．２、及び触媒組成物２．３のＸＲＤパターンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
ここで、開示された主題の特定の実施形態を詳細に参照する。その実施形態の例は、添付の図面に一部として示されている。開示された主題は、列挙した請求項に関連して説明されるが、例示された主題は、請求項を開示された主題に限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。
【００５１】
範囲の形式で表される値は、範囲の限定として明示的に記載された数値を含むだけでなく、その範囲内に含まれるすべての個々の数値又は部分的な範囲を含むように（それぞれの数値と部分的な範囲とが明示的に記載されているかのように）、柔軟に解釈されるべきである。例えば、「約０．１％〜約５％」又は「約０．１％〜５％」の範囲は、約０．１％〜約５％を含むだけでなく、その指定された範囲内の個々の値（例：１％、２％、３％、４％）と部分的な範囲（例：０．１％〜０．５％、１．１％〜２．２％、３．３％〜４．４％）も含むように解釈されるべきである。「約ＸからＹ」という記述は、特に明記されていない限り、「約Ｘから約Ｙ」と同じ意味である。同様に、「約Ｘ、Ｙ、又は約Ｚ」という記述は、特に明記されていない限り、「約Ｘ、約Ｙ、又は約Ｚ」と同じ意味である。
【００５２】
本明細書では、「ａ」、「ａｎ」、又は「ｔｈｅ」という用語は、文脈で明確に指示されていない限り、１つ又は複数を含むために使用される。「又は」という用語は、特に明記されていない限り、非排他的な「又は」を意味するために使用される。「Ａ及びＢの少なくとも１つ」という記述は、「Ａ、Ｂ、又はＡ及びＢ」と同じ意味である。また、本明細書で使用され、他に定義されていない表現又は用語は、説明のみを目的としており、限定するものではないことを理解されたい。セクション見出しの使用は、本明細書の読み取りを支援することを目的としており、限定するものとして解釈されるべきではなく；セクション見出しに関連する情報は、その特定のセクションの内外で生じ得る。コンマは、小数点の左側若しくは右側の区切り文字又は数字グループの区切り文字として使用できる。例えば、「０．０００，１」は「０．０００１」と同等である。本明細書で言及されているすべての刊行物、特許、及び特許文献は、参照により個別に援用されるようにして、その全体が参照により本明細書に援用される。本明細書と参照により援用される文書とを用いる上で、これらの間に不整合が生じる場合、援用される参考文献は、本明細書を用いる上で補足的に用いることが考慮されるべきであり、調整できない不整合については、援用される文書ではなく本明細書の記載を用いる。
【００５３】
本明細書に記載の製造方法では、時間的又は操作上の順序が明示的に記載されている場合を除いて、その複数の行為を任意の順序で実行することができる。さらに、特定の複数の行為については、それらが別々に実行されることを請求項の文言が明示的に記載していない限り、同時に実行することができる。例えば、Ｘを実行するという請求項に記載された行為と、Ｙを実行するという請求項に記載された行為は、単一の操作内で同時に実行することができ、結果として得られるプロセスは、請求項に記載されたプロセスの文言通りの範囲内に含まれる。
【００５４】
本明細書で使用される「室温」という用語は、約１５℃から約２８℃までの温度を指す。
【００５５】
本開示で提供されるのは、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物である：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。前記組成物は、少なくとも４０重量％非晶質である。特に明記しない限り、酸化的脱水素触媒の非晶質含量は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）によって決定することができる。混合金属酸化物の実験式は、例えば、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）、粒子線励起Ｘ線（ＰＩＸＥ）、又はその両方によって決定することができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、ｃは０．０１〜２．０である。例えば、ｃは０．５〜１．５であってもよい。
【００５７】
いくつかの実施形態では、混合金属酸化物は、下記の実験式を有する：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０−２.０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【００５８】
いくつかの実施形態では、混合金属酸化物は、下記の実験式を有する：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０．６０−１.０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【００５９】
いくつかの実施形態では、混合金属酸化物は、下記の実験式を有する：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【００６０】
組成物は、約４０重量％〜約９０重量％非晶質、約５５重量％〜約８０重量％非晶質、又は約６０重量％〜約８０重量％非晶質であってもよい。例えば、組成物は、約７０重量％〜約８０重量％非晶質であってもよい。いくつかの実施形態では、組成物は、約７０重量％、７５重量％、又は約８０重量％非晶質である。
【００６１】
組成物は、補助剤（ａｄｊｕｖａｎｔ）をさらに含むことができる。本明細書で使用される場合、「補助剤」という用語は、支持体、結合剤、凝集剤、促進剤、酸化的脱水素触媒と少なくとも部分的に反応することができる剤、又はそれらの組合せとして機能することができる材料若しくは化合物を含む。いくつかの実施形態では、補助剤は、アルミナを含む。
【００６２】
補助剤は、触媒組成物の約３０重量パーセント（重量％）〜約９０重量％、約４０重量％〜約８０重量％、又は約５０重量％〜約７０重量％の量で存在することができる。いくつかの実施形態では、補助剤は、触媒組成物の約５０重量％〜約６５重量％（触媒組成物の約５５重量％〜約６０重量％など）の量で存在する。いくつかの実施形態では、補助剤は、触媒組成物の約６０重量％〜約７５重量％（触媒組成物の約７０重量％など）の量で存在する。
【００６３】
酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約１０重量％〜約７０重量％、約２０重量％〜約６０重量％、又は約３０重量％〜約５０重量％の量で存在することができる。いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約３５重量％〜約４５重量％の量で存在する。例えば、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約４０重量％の量で存在することができる。いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約２５重量％〜約３５重量％の量で存在する。例えば、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約３０重量％の量で存在することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、補助剤はアルミナを含む。アルミナは、酸化アルミニウム、アルミナ一水和物、アルミナ三水和物、アルミナ−シリカ、ボーキサイト、焼成アルミナ、遷移アルミナ、焼成ハイドロタルサイト、又はそれらの組合せから選択することができる。焼成アルミナは、ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト、又はそれらの組合せを含むことができる。いくつかの実施形態では、アルミナは、ベーマイトである。本明細書で使用される場合、「ベーマイト」という用語は、限定されるものではないが、疑似ベーマイトを含む。いくつかの実施形態では、補助剤は疑似ベーマイトである。例えば、補助剤は、疑似ベーマイトＶＥＲＳＡＬ（商標） ２５０であってもよい。ＶＥＲＳＡＬ（商標） ２５０は、分散性指数（％＜１ｍｕ）が２０〜３０、かさ密度が１立方フィート当たり１２〜１６ポンド（ｌｂｓ／ｆｔ３）、表面積が１グラム当たり約３２０平方メートル（ｍ２／ｇ）、強熱減量（ＬＯＩ）が約２６重量％である。ＶＥＲＳＡＬ（商標） ２５０の分散性指数は、揮発性物質を含まない基準で８グラムの試料と、アルミナ１００グラム（ｇ）当たり約２６０ミリ当量の硝酸である９６ミリリットル（ｍＬ）の０．２２標準（Ｎ）硝酸溶液とを用いて決定することができ、酸性アルミナスラリーを、ＷＡＲＩＮＧ（登録商標）ブレンダー中で低速（１７０００ｒｐｍ）で５分間混合し、次いで、ＳＥＤＩＧＲＡＰＨ（登録商標）ＰＳＡを用いて粒子サイズ分布を決定し、その結果は、サブミクロン粒子の重量％として報告される。補助剤（ａｄｊｕｖａｎｔ）は、ベーマイトＣＡＴＡＰＡＬ（登録商標）Ｂであってもよい。ＣＡＴＡＰＡＬ（登録商標）Ｂは、粗充填（ｌｏｏｓｅ）かさ密度が６７０〜７５０ｇ／Ｌ、充填（ｐａｃｋｅｄ）かさ密度が８００〜１１００ｇ／Ｌ、粒子サイズ（ｄ５０）が６０μｍ、５５０℃で３時間活性化した後の表面積（ＢＥＴ）が２５０ｍ２／ｇ、５５０℃で３時間活性化した後の細孔容積が０．５ｍｌ／ｇ、結晶サイズ（１２０）が約４．５ｎｍである。
【００６５】
いくつかの実施形態では、ベーマイトなどのアルミナは、触媒組成物の約３０重量％〜約９０重量％の量で存在し、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約１０重量％〜約７０重量％の量で存在する。例えば、ベーマイトなどのアルミナは、触媒組成物の約５０重量％〜約７０重量％の量で存在することができ、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約３０重量％〜約５０重量％の量で存在することができる。いくつかの実施形態では、ベーマイトなどのアルミナは、触媒組成物の約５０重量％〜約６５重量％の量で存在し、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約３５重量％〜約４５重量％の量で存在する。例えば、ベーマイトなどのアルミナは、触媒組成物の約５５重量％又は約６０重量％の量で存在することができ、酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約４０重量％の量で存在することができる。
【００６６】
いくつかの実施形態では、組成物が補助剤としてアルミナを含む場合、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．１２から１：０．４９であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．０５から１：０．２５であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．０１から２．０である。いくつかの実施形態では、組成物が補助剤としてアルミナを含む場合、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．２０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．０５から０．５である。いくつかの実施形態では、組成物が補助剤としてアルミナを含む場合、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．３０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．１０から０．３０である。
【００６７】
触媒組成物は、ＸＲＤ回折ピーク（２θ度）を、少なくとも２２±０．２、２７±０．２、２８．０±０．２、及び２８．３±０．２に有することによって特徴付けることができ、ＸＲＤはＣｕＫα放射線を使用して得られる。
【００６８】
本明細書に開示される触媒組成物は、図に示されるＸＲＤパターンと同一のＸＲＤパターンを提供するものに限定されないこと、及び、図に示されているものと実質的に同じＸＲＤパターンを提供する任意の触媒組成物は、対応する実施形態の範囲内にあることも理解されたい。ＸＲＤの当業者は、ＸＲＤパターンの実質的な同一性を判断することができる。一般に、ＸＲＤにおける回折角の測定誤差は、約２θ（±０．２°又は±０．１°）であって、図のＸ線回折パターンを検討する場合、及び本明細書に記載されている表に含まれるデータを読み取る場合に、そのような測定誤差の程度を考慮に入れる必要がある。
【００６９】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３４０℃〜約３９０℃の３５％転化温度を有する。例えば、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度を有する。いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃、３５５℃、３６０℃、３６５℃、又は約３７０℃の３５％転化温度を有する。
【００７０】
本開示で使用される場合、「３５％転化温度」という句は、ガス流中の３５％のエタンがエタン以外の生成物に転化される温度を指す。酸化的脱水素触媒の３５％転化温度は、マイクロ反応器ユニット（ＭＲＵ）を用いて決定することができる。マイクロ反応器ユニットでは、触媒の３５％転化温度は、反応器管内の触媒床に供給ガスを通過させることによって決定することができる。ＭＲＵ反応器管は、約０．５インチの外径及び約０．４インチの内径、並びに約１５インチの長さを有する。例えば、反応器管は、壁厚が約０．０４９インチのステンレス鋼ＳＷＡＧＥＬＯＫ（登録商標）管であってもよい。供給ガスは、７０：３０から９０：１０のモル比を有するエタンと酸素を含むことができる。例えば、供給ガスは、８２：１８のモル比を有するエタンと酸素を含むことができる。これに代えて、供給ガスは、エタン、酸素、及び窒素を含んでもよい。エタンと酸素と窒素のモル比は、１８：１８：６４から５４：１８：２８であってもよい。例えば、エタンと酸素と窒素のモル比は、３６：１８：４６又は３５：１７．５：４７．５であってもよい。供給ガスの流量は、約７０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）から約８０ｓｃｃｍにすることができる。例えば、供給ガスの流量は、約７５ｓｃｃｍ（例えば、７４．６ｓｃｃｍ）であってもよい。触媒床は、酸化的脱水素触媒と砂などの充填剤とが１対１の体積比で構成されており、酸化的脱水素触媒の総重量は１．９６ｇである。反応器管内の残りのスペース（例えば、触媒床の下又は上）には、石英砂などの追加の充填剤が詰め込まれている。３５％転化温度は、２．９０ｈ−１の重量時空間速度（ＷＨＳＶ）で決定され、ＷＨＳＶは活性相に基づいており、ガス時空間速度（ＧＨＳＶ）は約２，０００〜３，０００ｈ−１である。典型的には、入口圧力は約１ポンド／平方インチゲージ（ｐｓｉｇ）から約２．５ｐｓｉｇの範囲であり、出口圧力は約０ｐｓｉｇから約０．５ｐｓｉｇの範囲である。触媒床から出るガス供給物を、ガスクロマトグラフィーにより分析して、様々な炭化水素（例えば、エタン及びエチレン）、並びに任意選択でＯ２、ＣＯ２、及びＣＯなどの他のガスのパーセントが決定される。供給ガスの転化は、次の式を用いて、供給エタンの質量流量と比較した生成物中のエタンの質量流量の変化として計算される：
【数１】
2021532976.tif 000003
（式中、Ｃは、エタンから別の生成物に転化された（すなわち、エタン転化）供給ガスのパーセントであり、Ｘは、反応器から出るガス状流出物中の対応する化合物のモル濃度である）。次に、エタン転化を温度の関数としてプロットして、線形代数方程式を取得する。エタン転化のための線形方程式を解いて、エタン転化が３５％になる温度（すなわち、３５％転化温度）を決定する。以下に説明するように、３５％転化温度又はエタンへの選択性を計算するために考慮されなかったのは、限定されないが、酢酸、マレイン酸、プロピオン酸、エタノール、及びアセトアルデヒドなどの、水性流中において反応器から反応生成物であった。
【００７１】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３４０℃〜約３９０℃の３５％転化温度を有する（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で、２．９０ｈ−１のＷＨＳＶで使用した場合）。例えば、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度を有することができる（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃、３５５℃、３６０℃、３６５℃、又は約３７０℃の３５％転化温度を有する（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。
【００７２】
触媒組成物は、約８５％を超えるエチレンへの選択性を有することができる。例えば、触媒組成物は、約８５％〜約９９％、約９０％〜約９９％、約９２％〜約９９％、又は約９３％〜約９８％のエチレンへの選択性を有することができる。
【００７３】
本開示で使用される場合、「エチレンへの選択性」という句は、エチレンを形成する転化又は反応したエタンのモル基準でのパーセンテージを指す。酸化的脱水素触媒のエチレンへの選択性は、上記のようにＭＲＵを用いて決定することができる。酸化的脱水素触媒のエチレンへの選択性は、次の式を用いて決定することができる：
【数２】
2021532976.tif 000004
（式中、Ｓエチレンはエチレンへの選択性であり、Ｘは反応器から出るガス状流出物中の対応する化合物のモル濃度である）。とりわけ、エチレンへの選択性は、特に明記されていない限り、３５％転化温度で決定される。このように、３５％転化温度が決定された後、選択性のための上記方程式は、３５％転化温度でのＸエチレン、ＸＣＯ２、及びＸＣＯ の対応する値を用いて解かれる。
【００７４】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約８５％を超えるエチレンへの選択性を有する（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。例えば、触媒組成物は、約８５％〜約９９％、約９０％〜約９９％、約９２％〜約９９％、又は約９３％〜約９８％のエチレンへの選択性を有することができる（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。
【００７５】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３９０℃の３５％転化温度、及び約８５％を超えるエチレンへの選択性を有する。例えば、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％〜約９８％のエチレンへの選択性を有することができる。
【００７６】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３９０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。例えば、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％〜約９８％のエチレンへの選択性を有することができる（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。
【００７７】
また、本開示で提供されるのは、ベーマイト及び酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物である。酸化的脱水素触媒は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。ベーマイトは、触媒組成物の約５０重量％〜約７０重量％の量で存在する。酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約３０重量％〜約５０重量％の量で存在する。触媒組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、約６０重量％〜約８０重量％非晶質である。
【００７８】
いくつかの実施形態では、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．２０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．０５から０．５である。いくつかの実施形態では、組成物が補助剤としてアルミナを含む場合、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．３０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．１０から０．３０である。
【００７９】
いくつかの実施形態では、ｃは０．０１〜２．０又は０．５〜１．５である。例えば、混合金属酸化物は、下記の実験式を有することができる：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０．６０−１.０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【００８０】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。例えば、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％〜約９８％のエチレンへの選択性を有することができる（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。
【００８１】
本開示でさらに提供されるのは、ベーマイト及び酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物である。酸化的脱水素触媒は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。ベーマイトは、触媒組成物の約５０重量％〜約７０重量％の量で存在する。酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約３０重量％〜約５０重量％の量で存在する。触媒組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、約６０重量％〜約８０重量％非晶質である。触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。
【００８２】
いくつかの実施形態では、組成物が補助剤としてアルミナを含む場合、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．２０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．０５から０．５である。いくつかの実施形態では、組成物が補助剤としてアルミナを含む場合、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．３０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．１０から０．３０である。
【００８３】
いくつかの実施形態では、ｃは０．０１〜２．０又は０．５〜１．５である。例えば、混合金属酸化物は、下記の実験式を有することができる：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０．６０−１.０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【００８４】
また、本開示で提供されるのは、アルミナ及び酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物である。酸化的脱水素触媒は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。触媒組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である。触媒組成物は、アルミナ、水、及び酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供することを含む方法によって調製される。酸化的脱水素触媒前駆体は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含むことができる：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。触媒組成物を調製する方法は、混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供することをさらに含む。この方法は、予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することをさらに含む。
【００８５】
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去すること、予備焼成組成物を焼成すること、又はその両方のプロセス中に、アルミナは、酸化的脱水素触媒前駆体と少なくとも部分的に反応することができ、これにより、アルミナ、アルミニウム、又はその両方が酸化的脱水素触媒前駆体に取り込まれ、下記の実験式を有する混合金属酸化物を有する酸化的脱水素触媒を得ることができる：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０より大きい）。いくつかの実施形態では、ｃは０．０１〜２．０である。例えば、ｃは０．５〜１．５又は０．６０〜１．０であってもよい。
【００８６】
いくつかの実施形態では、アルミナもアルミニウムも酸化的脱水素化触媒前駆体と反応せず、この場合、アルミニウム及びアルミナは、酸化的脱水素化触媒前駆体の混合金属酸化物に取り込まれない。
【００８７】
いくつかの実施形態では、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．２０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．０５から０．５である。いくつかの実施形態では、組成物が補助剤としてアルミナを含む場合、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．３０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．１０から０．３０である。
【００８８】
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去するか、予備焼成組成物を焼成するか、又はその両方を行うことにより、アルミナが少なくとも部分的に酸化的脱水素触媒でコーティングされた触媒組成物を提供することもできる。（例えば、図１に示すように）。酸化的脱水素触媒でコーティングすることができるアルミナコアは、約０．１ナノメートル〜約１０ｎｍ、約２ｎｍ〜約８ｎｍ、又は約３ｎｍ〜約６ｎｍの平均粒子サイズを有することができる。
【００８９】
混合物中の水は、蒸留水、脱イオン水、脱塩水、ミネラルウォーター、又はそれらの組合せから選択することができる。いくつかの実施形態では、水は蒸留水を含む。水は、混合物の約１０重量％〜約９９重量％、約２０重量％〜約８０重量％、又は約４０重量％〜約６０重量％の量で存在することができる。いくつかの実施形態では、水は、混合物の約４０重量％、約５０重量％、又は約６０重量％の量で存在する。
【００９０】
いくつかの実施形態では、約５０重量％〜約９９．９重量％の水を混合物から除去して、予備焼成触媒組成物を提供する。例えば、約５０重量％〜約７０重量％、約７０重量％〜約９０重量％、又は約９０重量％〜約９９．９重量％の水を混合物から除去して、予備焼成触媒組成物を提供することができる。いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒及びアルミナは、所望の量の水を除去する前に、一定期間水中に保管することができる。例えば、酸化的脱水素触媒及びアルミナは、所望の量の水を除去する前に、約１５日、１ヶ月、６ヶ月、又は約１年間水中に保管することができる。
【００９１】
水を室温で蒸発させるか、混合物を加熱するか、又はその両方を行うことにより、混合物から所望の量の水を除去することができる。例えば、混合物を約３０℃〜約１００℃又は約６０℃〜約１００℃の温度で加熱して、所望の量の水を除去することができる。いくつかの実施形態では、混合物を約７０℃〜約９０℃の温度で加熱する。例えば、混合物を約８０℃の温度で加熱することができる。
【００９２】
いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することは、予備焼成触媒組成物を約３００℃〜約４５０℃で焼成することを含む。例えば、予備焼成触媒組成物を約３２５℃〜約３７５℃で焼成することができる。いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物を約３５０℃で焼成して、触媒組成物を提供する。
【００９３】
予備焼成触媒組成物は、約１時間〜約４８時間、約１時間〜約１２時間、又は約１時間〜約４時間、焼成することができる。例えば、予備焼成触媒組成物は、約２時間焼成することができる。
【００９４】
いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することは、予備焼成触媒組成物を、約３００℃〜約４５０℃で約１時間〜約４８時間焼成することを含む。例えば、予備焼成触媒組成物を約３２５℃〜約３７５℃で約１時間〜約４時間焼成して、触媒組成物を提供することができる。いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物を約３５０℃で約２時間焼成して、触媒組成物を提供する。
【００９５】
また、本開示で提供されるのは、ベーマイト（ＶＥＲＳＡＬ（商標）２５０又はＣＡＴＡＰＡＬ（登録商標）Ｂなど）及び酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物である。酸化的脱水素触媒は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。触媒組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、約６０重量％〜約８０重量％非晶質である。触媒組成物は、ベーマイト、水、及び酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供することを含む方法によって調製される。酸化的脱水素触媒前駆体は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含むことができる：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。触媒組成物を調製する方法は、混合物を約７０℃〜約９０℃（例えば、８０℃）に加熱することにより、混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供することをさらに含む。この方法はまた、予備焼成触媒組成物を約３２５℃〜約３７５℃で約１時間〜約４時間焼成して触媒組成物を提供することを含む。
【００９６】
いくつかの実施形態では、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．２０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．０５から０．５である。いくつかの実施形態では、組成物が補助剤としてアルミナを含む場合、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．３０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．１０から０．３０である。
【００９７】
いくつかの実施形態では、ｃは０．０１〜２．０又は０．５〜１．５である。例えば、混合金属酸化物は、下記の実験式を有することができる：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０．６０−１.０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【００９８】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。例えば、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％〜約９８％のエチレンへの選択性を有することができる（本明細書に記載のＭＲＵ試験下で、３５：１７．５：４７．５のモル比でのエタン、酸素、及び窒素の供給ガスを、約７５ｓｃｃｍの流量で使用した場合）。
【００９９】
また、本明細書で提供されるのは、アルミナ及び酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物を調製する方法である。酸化的脱水素触媒は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。この方法は、アルミナ、水、及び酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供することを含む酸化的脱水素触媒前駆体は、下記の実験式を有する混合金属酸化物を含む：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。前記組成物は、少なくとも４０重量％非晶質である。この方法は、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を加熱して少なくとも５０重量％の水を除去し、予備焼成触媒組成物を提供することをさらに含む。さらに、この方法は、予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することを含む。
【０１００】
酸化的脱水素触媒前駆体は、米国公開第２０１７００５０１７８Ａ１号に記載されているように調製することができ、その開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【０１０１】
本明細書で論じたように、混合物から少なくとも４０重量％の水を除去すること、予備焼成組成物を焼成すること、又はその両方のプロセス中に、アルミナは、酸化的脱水素触媒前駆体と少なくとも部分的に反応することができ、これにより、アルミナ、アルミニウム、又はその両方が酸化的脱水素触媒の混合金属酸化物に取り込まれることができる。そのような場合、ｃは０．０１〜２．０又は０．５〜１．５であってもよい。例えば、そのような場合、混合金属酸化物は、下記の実験式を有することができる：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０．６０−１.０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【０１０２】
あるいは、いくつかの実施形態では、アルミナもアルミニウムも酸化的脱水素触媒前駆体と反応せず、 この場合、アルミナもアルミニウムも、酸化的脱水素触媒前駆体の混合金属酸化物に取り込まれない。そのような場合、酸化的脱水素触媒の混合金属酸化物は、下記の実験式を有することができる：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．２０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．０５から０．５である。いくつかの実施形態では、組成物が補助剤としてアルミナを含む場合、ＰＩＸＥによって決定されるように、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は１：０．３０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は０．１０から０．３０である。
【０１０４】
混合物中において、水は、混合物の約２０重量％〜約９０重量％の量で存在することができ、酸化的脱水素触媒前駆体は、混合物の約５重量％〜約５０重量％の量で存在することができ、アルミナは、混合物の約５重量％〜約３０重量％の量で存在することができる。いくつかの実施形態では、水は、混合物の約４０重量％〜約６０重量％の量で存在し、酸化的脱水素触媒前駆体は、混合物の約２５重量％〜約３５重量％の量で存在し、アルミナは、混合物の約１５重量％〜約２５重量％の量で存在する。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、この方法は、少なくとも４０重量％の水を除去する前に、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を撹拌すること、少なくとも４０％の水を除去すること、又はその両方をさらに含む。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、約４０重量％〜約９９．９重量％の水を混合物から除去して、予備焼成触媒組成物を提供する。例えば、約４０重量％〜約７０重量％、約７０重量％〜約９０重量％、又は約９０重量％〜約９９．９重量％の水を混合物から除去して、予備焼成触媒組成物を提供することができる。いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒前駆体及びアルミナは、所望の量の水を除去する前に、一定期間水中に保管することができる。例えば、酸化的脱水素触媒前駆体及びアルミナは、所望の量の水を除去する前に、約１５日、１ヶ月、６ヶ月、又は約１年間水中に保管することができる。
【０１０７】
水を室温で蒸発させるか、混合物を加熱するか、又はその両方を行うことにより、混合物から所望の量の水を除去することができる。例えば、混合物を約３０℃〜約１００℃又は約６０℃〜約１００℃の温度で加熱して、所望の量の水を除去することができる。いくつかの実施形態では、混合物を約７０℃〜約９０℃の温度で加熱する。例えば、混合物を約８０℃の温度で加熱することができる。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することは、予備焼成触媒組成物を、約３００℃〜約４５０℃で焼成することを含む。例えば、予備焼成触媒組成物を約３２５℃〜約３７５℃で焼成することができる。いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物を約３５０℃で焼成して、触媒組成物を提供する。
【０１０９】
予備焼成触媒組成物は、約１時間〜約４８時間、約１時間〜約１２時間、又は約１時間〜約４時間、焼成することができる。例えば、予備焼成触媒組成物は、約２時間焼成することができる。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することは、予備焼成触媒組成物を、約３００℃〜約４５０℃で約１時間〜約４８時間焼成することを含む。例えば、予備焼成触媒組成物を約３２５℃〜約３７５℃で約１時間〜約４時間焼成して、触媒組成物を提供することができる。いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物を約３５０℃で約２時間焼成して、触媒組成物を提供する。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、触媒組成物の非晶質含量は、触媒組成物について予測される添加物非晶質含量よりも多い。例えば、例３．８に示されるように、６０重量％のベーマイト（５１．２％非晶質出発物質）と４０重量％の酸化的脱水素触媒（４２．５％非晶質出発物質）から調製された触媒組成物は、４７．７２重量％の予測される添加物非晶質含量（予測添加物非晶質含量）を有する（０．６×５１．２＋０．４×４２．５＝４７．７２）。しかしながら、本明細書に開示されるように調製される場合、触媒組成物は、驚くべきことに、予測される添加剤非晶質含量よりも多くの非晶質含量を有することができる（例えば、触媒組成物３．３を参照）。いくつかの実施形態では、触媒組成物の非晶質含量は、約５重量％〜約５０重量％、約１０重量％〜約４５重量％、約２０重量％〜約４０重量％、又は約２５重量％〜約３５重量％であり、触媒組成物について予測される添加剤非晶質含量よりも多い。
【０１１２】
また、本明細書で提供されるのは、モリブデン、バナジウム、テルル、ニオブ、アルミニウム、及び酸素を含む触媒組成物である。モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．４９である。モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．０５から１：０．２５である。モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０である。モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０１から２．０である。酸素は、少なくとも、存在する金属酸化物の原子価を満たす量で存在する。さらに、組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．２０から１：０．４５であり；モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり；モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり；モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０５から０．５である。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．３０から１：０．４５であり；モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり；モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり；モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．１０から０．３０である。
【０１１５】
触媒組成物は、６０重量％〜８０重量％非晶質であり得る。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、触媒組成物中のアルミニウムの供給源は、疑似ベーマイトなどのベーマイトに由来する。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、ＸＲＤ回折ピーク（２θ度）を、少なくとも２２±０．２、２７±０．２、２８．０±０．２、及び２８．３±０．２に有することを特徴とし、ＸＲＤはＣｕＫα放射線を使用して得られる。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３４０℃〜約３９０℃の３５％転化温度を有する。例えば、触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度を有することができる。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。例えば、触媒組成物は、約９３％を超えるエチレンへの選択性を有することができる。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、約３５０℃〜約３９０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。例えば、触媒組成物は、約３６０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％を超えるエチレンへの選択性を有することができる。
【０１２１】
触媒組成物は、アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、並びに予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供することを含む方法によって調製することができる。
【０１２２】
いくつかの実施形態では、水は、蒸留水、脱イオン水、脱塩水、ミネラルウォーター、又はそれらの組合せから選択される。例えば、水は蒸留水を含んでもよい。水は、混合物の約１０重量％〜約９９重量％の量で存在することができる。例えば、水は、混合物の約４０重量％〜約６０重量％の量で存在することができる。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物は、約３００℃〜約４５０℃の温度で焼成される。例えば、予備焼成触媒組成物は、約３２５℃〜約３７５℃の温度で焼成することができる。いくつかの実施形態では、予備焼成触媒組成物は、約３５０℃の温度で焼成される。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約６０℃〜約１００℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。例えば、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約７０℃〜約９０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去することができる。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約８０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。
【０１２６】
また、本明細書に記載の任意の触媒組成物を用いた酸化的脱水素反応器におけるエタンのエチレンへの酸化的脱水素化のための方法も、本明細書で提供される。
【０１２７】
また、本明細書に記載の任意の酸化的脱水素触媒又は触媒組成物を用いた酸化的脱水素反応器におけるエタンのエチレンへの酸化的脱水素化のための方法も、本明細書で提供される。
【０１２８】
続いて、エチレンを種々の生成物に転化することができる。例えば、エチレンは、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、二塩化エチレン、エチレンオキシド、エチルベンゼン、直鎖アルコール、酢酸ビニル、アルカン、アルファオレフィン、種々の炭化水素系燃料、エタノールなどを含む多くの種々の化合物に転化することができる。次いで、これらの化合物を、当業者に周知の方法を用いてさらに処理して、他の価値ある化学物質及び消費者製品を得ることができる。
【０１２９】
本明細書に開示される実施形態には以下の実施形態が含まれるが、これらに限定されない。
【０１３０】
実施形態Ａ：下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物であって、
前記組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である。
【０１３１】
実施形態Ａは、以下の追加の要素のうちの１つ以上を任意の組合せで有することができる。
【０１３２】
要素Ａ１：組成物は、６０重量％〜８０重量％非晶質である。  
【０１３３】
要素Ａ２：組成物は、補助剤をさらに含む。  
【０１３４】
要素Ａ３：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤は、触媒組成物の約３０重量％〜約９０重量％を構成する。
【０１３５】
要素Ａ４：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤は、触媒組成物の約６０重量％を構成する。
【０１３６】
要素Ａ５：酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約１０重量％〜約７０重量％を構成する。
【０１３７】
要素Ａ６：酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約４０重量％を構成する。
【０１３８】
要素Ａ７：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤は、支持体、結合剤、凝集剤、促進剤、酸化的脱水素触媒と少なくとも部分的に反応することができる剤、又はそれらの組合せを含む。
【０１３９】
要素Ａ８：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤は、酸化的脱水素触媒と少なくとも部分的に反応することができる剤を含む。
【０１４０】
要素Ａ９：混合金属酸化物は、下記の実験式を有する：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０．０１〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）。
【０１４１】
要素Ａ１０：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含む。
【０１４２】
要素Ａ１１：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含み；ここで、アルミナは、酸化アルミニウム、アルミナ一水和物、アルミナ三水和物、アルミナ−シリカ、ボーキサイト、焼成アルミナ、遷移アルミナ、焼成ハイドロタルサイト、又はそれらの組合せから選択される。
【０１４３】
要素Ａ１２：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含み；ここで、アルミナは、ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト、又はそれらの組合せを含む。
【０１４４】
要素Ａ１３：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含み；ここで、アルミナはベーマイトを含む。
【０１４５】
要素Ａ１４：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含み；ここで、アルミナはベーマイトを含み；ベーマイトは疑似ベーマイトを含む。
【０１４６】
要素Ａ１５：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含み；ここで、アルミナは、触媒組成物の約３０重量％〜約９０重量％を構成する。
【０１４７】
要素Ａ１６：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含み；ここで、アルミナは、触媒組成物の約６０重量％を構成する。
【０１４８】
要素Ａ１７：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含み；ここで、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．４９であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．０５から１：０．２５であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０１から２．０である。
【０１４９】
要素Ａ１８：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含み；ここで、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．２０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０５から０．５である。
【０１５０】
要素Ａ１９：組成物は、補助剤をさらに含み；補助剤はアルミナを含み；ここで、触媒組成物中のモリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．３０から１：０．４５であり、触媒組成物中のモリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり、触媒組成物中のモリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．１０から０．３０である。  
【０１５１】
要素Ａ２０：触媒組成物は、ＸＲＤ回折ピーク（２θ度）を、少なくとも２２±０．２、２７±０．２、２８．０±０．２、及び２８．３±０．２に有することを特徴とし、ＸＲＤはＣｕＫα放射線を使用して得られる。
【０１５２】
要素Ａ２１：触媒組成物は、約３４０℃〜約３９０℃の３５％転化温度を有する。
要素Ａ２２：触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度を有する。
【０１５３】
要素Ａ２３：触媒組成物は、約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。
要素Ａ２４：触媒組成物は、約９３％を超えるエチレンへの選択性を有する。
【０１５４】
要素Ａ２５：触媒組成物は、約３５０℃〜約３９０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。
要素Ａ２６：触媒組成物は、約３６０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％を超えるエチレンへの選択性を有する。
【０１５５】
非限定的な例として、実施形態Ａに適用可能な例示的な要素の組合せには、以下が含まれる：Ａ１及びＡ２；Ａ１、Ａ２、及びＡ１０；Ａ１３及びＡ１７；Ａ１３、Ａ１７、及びＡ２０；等。
【０１５６】
実施形態Ｂ：ベーマイトと、下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０−２．０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒と、を含む触媒組成物であって、
ベーマイトは、触媒組成物の約５０重量％〜約７０重量％を構成し、
酸化的脱水素触媒は、触媒組成物の約３０重量％〜約５０重量％を構成し、
前記組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、約６０重量％〜約８０重量％非晶質である。
【０１５７】
実施形態Ｂは、以下の追加の要素を有することができる。
【０１５８】
要素Ｂ１：触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。
【０１５９】
実施形態Ｃ：アルミナと、下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０−２．０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を有する酸化的脱水素触媒と、を含む触媒組成物であって、
前記触媒組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である。
【０１６０】
実施形態Ｃは、以下の追加の要素のうちの１つ以上を任意の組合で有することができる。
【０１６１】
要素Ｃ１：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること。
【０１６２】
要素Ｃ２：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、水は、蒸留水、脱イオン水、脱塩水、ミネラルウォーター、又はそれらの組合せから選択される。
【０１６３】
要素Ｃ３：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、水は蒸留水を含む。
【０１６４】
要素Ｃ４：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、水は、混合物の約１０重量％〜約９９重量％を構成する。
【０１６５】
要素Ｃ５：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、水は、混合物の約４０重量％〜約６０重量％を構成する。
【０１６６】
要素Ｃ６：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、予備焼成触媒組成物を、約３００℃〜約４５０℃の温度で焼成する。
【０１６７】
要素Ｃ７：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、予備焼成触媒組成物を、約３２５℃〜約３７５℃の温度で焼成する。
【０１６８】
要素Ｃ８：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、予備焼成触媒組成物を、約３５０℃の温度で焼成する。
【０１６９】
要素Ｃ９：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約６０℃〜約１００℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。
【０１７０】
要素Ｃ１０：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約７０℃〜約９０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。
【０１７１】
要素Ｃ１１：組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約８０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。
【０１７２】
非限定的な例として、実施形態Ｃに適用可能な例示的な要素の組合せには、以下が含まれる：Ｃ１及びＣ９；Ｃ１及びＣ１０；等。
【０１７３】
実施形態Ｄ：アルミナと、下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ａｌ０−２．０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒と、を含む触媒組成物を調製する方法であって、当該方法は以下を含む：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を加熱して少なくとも４０重量％の水を除去し、予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること。
【０１７４】
実施形態Ｄは、以下の追加の要素のうちの１つ以上を任意の組合せで有することができる。
【０１７５】
要素Ｄ１：混合物は、約２０重量％〜約９０重量％の水、約５重量％〜約５０重量％の酸化的脱水素触媒、及び約５重量％〜約３０重量％のアルミナを含む。
【０１７６】
要素Ｄ２：混合物は、約４０重量％〜約６０重量％の水、約２５重量％〜約３５重量％の混合金属酸化物触媒、及び約１５重量％〜約２５重量％のアルミナを含む。
【０１７７】
要素Ｄ３：混合物を、約６０℃〜約１００℃の温度で加熱する。
要素Ｄ４：混合物を、約７０℃〜約９０℃の温度で加熱する。
要素Ｄ５：混合物を、約８０℃の温度で加熱する。
【０１７８】
要素Ｄ６：混合物を加熱して、約５０重量％〜約９９．９重量％の水を除去する。
【０１７９】
要素Ｄ７：焼成温度は約３００℃〜約４５０℃である。
要素Ｄ８：焼成温度は約３２５℃〜約３７５℃である。
要素Ｄ９：焼成温度は約３５０℃である。
【０１８０】
要素Ｄ１０：焼成時間は約１時間〜約４８時間である。
要素Ｄ１１：焼成時間は約１時間〜約１２時間である。
要素Ｄ１２：焼成時間は約１時間〜約４時間である。
要素Ｄ１３：焼成時間は約２時間である。
【０１８１】
要素Ｄ１４：焼成温度は約３００℃〜約４５０℃であり、焼成時間は約１時間〜約４８時間である。
要素Ｄ１５：焼成温度は約３２５℃〜約３７５℃であり、焼成時間は約１時間〜約４時間である。
要素Ｄ１６：焼成温度は約３５０℃〜であり、焼成時間は約２時間である。
【０１８２】
要素Ｄ１７：触媒組成物の非晶質含量は、触媒組成物について予測される添加物非晶質含量（予測添加物非晶質含量：ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  ａｄｄｉｔｉｖｅ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｃｏｎｔｅｎｔ）よりも多い。
【０１８３】
非限定的な例として、実施形態Ｄに適用可能な例示的な要素の組合せには、以下が含まれる：Ｄ１及びＤ３；Ｄ１、Ｄ３及びＤ１７；等。
【０１８４】
実施形態Ｅ：下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０ＡｌｃＯｄ
（式中、ｃは０〜２．０であり、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒を含む触媒組成物の非晶質相を増加させる方法であって、当該方法は以下を含む：
酸化的脱水素触媒、アルミナ、及び水を含む混合物を提供すること、
酸化的脱水素触媒、アルミナ、及び水を含む前記混合物を加熱して少なくとも４０重量％の水を除去し、予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること。
【０１８５】
実施形態Ｆ：モリブデン、バナジウム、テルル、ニオブ、アルミニウム、及び酸素を含む触媒組成物であって、モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．４９であり；モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．０５から１：０．２５であり；モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり；モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０１から２．０であり；酸素は、少なくとも、存在する金属酸化物の原子価を満たす量で存在し；組成物は、ＸＲＤによって測定されるように、少なくとも４０重量％非晶質である。
【０１８６】
実施形態Ｆは、以下の追加の要素のうちの１つ以上を任意の組合せで有することができる。
【０１８７】
要素Ｆ１：モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．２０から１：０．４５であり、モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり、モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１０から１：０．２０であり、モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．０５から０．５である。
【０１８８】
要素Ｆ２：モリブデンとバナジウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．３０から１：０．４５であり、モリブデンとテルルのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり、モリブデンとニオブのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、１：０．１２から１：０．１８であり、モリブデンとアルミニウムのモル比は、ＰＩＸＥによって決定されるように、０．１０から０．３０である。
【０１８９】
要素Ｆ３：組成物は、６０重量％〜８０重量％非晶質である。
【０１９０】
要素Ｆ４：触媒組成物中のアルミニウムの供給源は、ベーマイトを含む。
【０１９１】
要素Ｆ５：触媒組成物は、ＸＲＤ回折ピーク（２θ度）を、少なくとも２２±０．２、２７±０．２、２８．０±０．２、及び２８．３±０．２に有することを特徴とし、ＸＲＤはＣｕＫα放射線を使用して得られる。
【０１９２】
要素Ｆ６：触媒組成物は、約３４０℃〜約３９０℃の３５％転化温度を有する。
要素Ｆ７：触媒組成物は、約３５０℃〜約３７０℃の３５％転化温度を有する。
【０１９３】
要素Ｆ８：触媒組成物は、約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。
要素Ｆ９：触媒組成物は、約９３％を超えるエチレンへの選択性を有する。
【０１９４】
要素Ｆ１０：触媒組成物は、約３５０℃〜約３９０℃の３５％転化温度、及び約９０％を超えるエチレンへの選択性を有する。
要素Ｆ１１：触媒組成物は、約３６０℃〜約３７０℃の３５％転化温度、及び約９３％を超えるエチレンへの選択性を有する。
【０１９５】
要素Ｆ１２：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること。
【０１９６】
要素Ｆ１３：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、水は、蒸留水、脱イオン水、脱塩水、ミネラルウォーター、又はそれらの組合せから選択される。
【０１９７】
要素Ｆ１４：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、水は蒸留水を含む。
【０１９８】
要素Ｆ１５：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、水は、混合物の約１０重量％〜約９９重量％を構成する。
【０１９９】
要素Ｆ１６：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、水は、混合物の約４０重量％〜約６０重量％を構成する。
【０２００】
要素Ｆ１７：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、予備焼成触媒組成物を、約３００℃〜約４５０℃の温度で焼成する。
【０２０１】
要素Ｆ１８：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、予備焼成触媒組成物を、約３２５℃〜約３７５℃の温度で焼成する。
【０２０２】
要素Ｆ１９：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、予備焼成触媒組成物を、約３５０℃の温度で焼成する。
【０２０３】
要素Ｆ２０：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約６０℃〜約１００℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。
【０２０４】
要素Ｆ２１：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約７０℃〜約９０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。
【０２０５】
要素Ｆ２２：触媒組成物は、以下を含む方法によって調製される：
アルミナ、水、及び下記の実験式：
Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．２５Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄ
（式中、ｄは酸化物の原子価を満たす数である）
を有する混合金属酸化物を含む酸化的脱水素触媒前駆体を含む混合物を提供すること、
混合物から少なくとも４０重量％の水を除去して予備焼成触媒組成物を提供すること、
予備焼成触媒組成物を焼成して触媒組成物を提供すること；
ここで、酸化的脱水素触媒前駆体、アルミナ、及び水を含む混合物を、約８０℃の温度で加熱して、少なくとも４０％の水を除去する。
【０２０６】
非限定的な例として、実施形態Ｆに適用可能な例示的な要素の組合せには、以下が含まれる：Ｆ１及びＦ３；Ｆ３及びＦ４；Ｆ３及びＦ５；Ｆ３、Ｆ５、及びＦ１２；Ｆ３、Ｆ５、Ｆ１２、及びＦ２０；等。
【実施例】
【０２０７】
［例１．１］
（ＮＨ４）６Ｍｏ６ＴｅＯ２４・７Ｈ２Ｏ（９６．１３３４グラム（ｇ））を、３００ミリリットル（ｍＬ）の蒸留水と共に２リットル（Ｌ）の丸底フラスコに秤量し、混合物を毎分３００回転（ｒｐｍ）で撹拌し、６０℃の温度に制御した温水浴で３０分間加熱して塩を溶解した。ＶＯＳＯ４・３．３５Ｈ２Ｏ（７０．０８６１ｇ）を、１００ｍＬの蒸留水と共に４００ｍＬのビーカーに秤量し、混合物を３００ｒｐｍで撹拌し、６０℃の温度に制御した温水浴で３０分間加熱して塩を溶解した。ＶＯＳＯ４・３．４１Ｈ２Ｏの温かい青色の溶液を、（ＮＨ４）６Ｍｏ６ＴｅＯ２・Ｈ２Ｏの温かい混濁混合物に、滴下漏斗を介して２７分かけて空気中に滴下し、透明な黒色／紫色の溶液を形成した。得られた黒色／紫色の溶液を、３００ｒｐｍで約１時間（ｈ）混合した。得られた黒色の溶液に、室温のＨ３［ＮｂＯ（Ｃ２Ｏ４）３］（１９２．２０ｇ（０．３５６ｍｍｏｌＮｂ／ｇ溶液））を滴下漏斗により滴下して、紫色のスラリーを形成した。紫色のスラリーを、大きなテフロン撹拌棒を含む２ＬのＰＡＲＲオートクレーブに加えた。オートクレーブを密閉し、１５ｐｓｉｇの窒素を１０サイクル、続いて完全に真空にすることにより、内部の空気をパージした。２ＬのＰＡＲＲオートクレーブを１５ｐｓｉｇの窒素下に置き、密閉した。２ＬのＰＡＲＲオートクレーブを、背圧レギュレータと凝縮器セットアップに接続した。反応器の内容物を、磁気撹拌プレート／テフロン撹拌棒を介して一晩撹拌した。撹拌プレートを３００ｒｐｍに設定した。
【０２０８】
翌日、２Ｌの反応器、背圧レギュレータ、及び凝縮器セットアップを１５ｐｓｉｇの窒素でパージした。窒素パージステップ中、背圧レギュレータを１６０ｐｓｉｇに合わせた。反応器の内容物が、撹拌プレートを備えた磁気撹拌棒又はオーバーヘッド撹拌機アセンブリのいずれかを用いて撹拌されるように設定した。取り付けられた加熱ジャケットを用いて、反応器を１７２℃〜１７５℃の内部温度に加熱し、反応物を２４時間加熱した。
【０２０９】
翌日、２Ｌの反応器内の圧力を解放し、反応器からの紫色の生成物スラリーを、真空を用いてブフナー漏斗（ワットマン濾紙を使用−定性濾紙＃１、直径２４ｃｍ、品番１００１−２４０、気孔率１１μｍ）を通して濾過した。得られた紫色の粉末を蒸留水で洗浄し、濾液が透明になるまで濾過した（約２００ｍＬの蒸留水）。触媒からの濾過ケークを、真空オーブン（全真空）を使用して９０℃で１日中乾燥させた。その日の終わりに、オーブンの温度をオフにし、濾過ケークを週末にかけて室温で静的真空下に置いた。週末の後、触媒を、通常のオーブン内で９０℃で１日中と一晩、さらに乾燥させた。乾燥した生成物を、ブレンダーを使用して粉砕し、この粉末材料を予備触媒（Ｐｒｅ−ｃａｔａｌｙｓｔ）１．１とし、その後の焼成手順に用いた。
【０２１０】
予備触媒１．１を、３０ｇ〜４０ｇずつ、石英管反応器（ＱＲＵ）上の４つのボートにロードした。ＱＲＵをバルク窒素下で少なくとも８時間パージした後、４００標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）の精製窒素（バルク窒素が触媒床を通過）に切り替えた。炉の電源を入れた後、６００℃まで６時間かけて昇温させた加熱プログラムを用い、６００℃の温度を２時間保持して、黒色の固体生成物としての触媒１．１を生成した。
【０２１１】
［例２．１］
例１．１の手順を繰り返して、触媒２．１を得た。
【０２１２】
［例２．２］
１００ｍＬビーカーに６．００９７ｇのＶＥＲＳＡＬ（登録商標）２５０アルミナ（６０重量％）を入れた。秤量ボートに、４０重量％の実験式Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄを有する酸化的脱水素触媒を４．００４３ｇ投入した。ビーカーに１０ｍＬの蒸留水を入れた。ＶＥＲＳＡＬ（登録商標）２５０アルミナと酸化的脱水素触媒を含むビーカーに、０．５２２４ｇの１モル（Ｍ）リン酸を充填した。ガラス撹拌シャフトと１インチのテフロン撹拌ブレードを用いて、オーバーヘッド撹拌機を１００ｒｐｍに設定し、ビーカーを７０℃に設定したホットプレート上に置いた。溶液をホットプレート上でゆっくりと蒸発させてペーストを形成した（約２５分）。次いで、黒色／紫色のペーストを、オーブン内で９０℃で一晩乾燥させた。得られた１００ｍＬビーカー内の乾燥した黒色／紫色のペーストをマッフル炉に移し、３５０℃で２時間（傾斜時間３０分）焼成して、触媒組成物２．２を得た。
【０２１３】
［例２．３］
４１重量％の実験式Ｍｏ１．０Ｖ０．１２−０．４９Ｔｅ０．０５−０．１７Ｎｂ０．１０−０．２０Ｏｄを有する酸化的脱水素触媒を、１８インチのＬａｎｃａｓｔｅｒ  ｍｉｘ  ｍｕｌｌｅｒ内で、乾燥粉末としてのＶＥＲＳＡＬ（登録商標）２５０アルミナ（５９重量％）と混合した。硝酸を、アルミナ素練り促進剤（ｐｅｐｔｉｚｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）として０．００１〜０．２ｇＨＮＯ３／ｇ混合粉末のレベルで、押出しのコンシステンシー（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）に達するまで、使用した。押し出された触媒を乳鉢と乳棒を用いて粉砕して、触媒組成物２．３を得た。
【０２１４】
［例２．４］
ビーカーに、４ｇの触媒２．１と６ｇのＶＥＲＳＡＬ（登録商標）２５０アルミナを入れた。２つの粉末を一緒に混合して、均一性のある（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ）混合物を得た。次いで、この混合物をプレスして、触媒組成物２．４を得た。
【０２１５】
［例２．５］
触媒組成物２．１〜２．４の２５％の転化温度及び選択性を決定した。２５％転化温度を、本明細書に記載されるように、３５％転化温度と同様の方法で決定し、エタン転化の線形方程式を解いて、エタン転化が２５である温度を決定した。供給ガスは、８２％のエタン及び１８％の酸素のモル比を有するエタン及び酸素を含んでいた。供給ガスの流量は約７５ｓｃｃｍであった。
【０２１６】
触媒２．１及び触媒組成物２．２〜２．４の２５％の転化温度及び選択性を、表１に示す。
【０２１７】
【表１】
2021532976.tif 000005
【０２１８】
［例２．６］
次に、触媒２．１及び触媒組成物２．２〜２．４のＸＲＤパターンを取得し、図２に示す。
【０２１９】
ＸＲＤパターンを調べると、ＸＲＤパターンは、２８．０４°の２θのピークが、２８．３２°の２θ°のピークと比較して有意に強いことを示した。触媒組成物２．２の場合、２８．３２°の２θのピークはほとんど区別できないピークショルダーとして見ることができる。一方、触媒１．１の場合、２８．３２°の２θのピークがダブルピークを支配していることがはっきりとわかる。触媒２．１のＸＲＤには、単一のピークが存在する２８°の２シータにピークがあった。触媒アルミナ混合物の場合、２７．５°の２シータにさらに小さなピークが現れた。さらに、押し出された触媒の場合、これらの２つのピークはどちらの側にも歪んでおらず、その代わりに強度が均一になっている。これらの処理工程中の水の添加は、適切な混合にとって重要であるだけでなく、得られる触媒混合物の組成も変化させるようにも見える。
【０２２０】
［例３．１］
４．０１ｇの触媒１．１及び６．００７９ｇのＣＡＴＡＰＡＬ（登録商標）Ｂアルミナバインダーを１００ｍＬビーカーに加え、１０ｍＬの蒸留水を加えて懸濁液を作製した。撹拌した懸濁液を、ホットプレートを用いて蒸発させた。ビーカーをホットプレート上に直接置き、熱電対をホットプレートの真上に置いた。熱電対温度を７０℃に設定した。ホットプレートの温度は測定しなかった。懸濁液の蒸発によりペーストが生成されたとき、得られたペースト（まだ１００ｍＬのガラスビーカー内にある）をオーブンに移した。触媒混合物から水が蒸発するのにかかった時間は約３０分であり、紫色のペースト状の物質を生成した。次に、ペーストを９０℃のオーブンで一晩乾燥させた。２３℃（室温）から９０℃に達するまでの傾斜時間は１時間であった。朝、乾燥したペースト（まだ１００ｍＬのガラスビーカーに入っている）を９０℃のオーブンから取り出し、マッフル炉に移した。次に、マッフル炉を３５０℃で２時間、室温（２３℃）から３５０℃まで約３０分の傾斜速度で加熱した。炉を冷却した後、最終生成物を手動のＣａｒｖａｒ  Ｐｒｅｓｓで１２トンにプレスし、続いて粉砕及びふるい分けして、４２５〜１０００ミクロンの最終粒子サイズを確保し、触媒組成物３．１を得た。
【０２２１】
触媒組成物３．１を、本明細書に開示されるように、ＭＲＵを用いてスクリーニングし、その結果を表３に示す。さらに、触媒組成物３．１のＳＥＭ画像を、図１Ａ及び図１Ｂに示す。
【０２２２】
［例３．２］
１００ｍＬビーカーに、４ｇの触媒１．１と６ｇのフラッシュ焼成アルミナを入れた。この混合物に１７ｍＬの蒸留水を加えてスラリーを得た。ガラス撹拌シャフトと１インチＴＥＦＬＯＮ（登録商標）撹拌ブレードを備えたオーバーヘッド撹拌機を使用して、スラリーを撹拌した。スラリーを８０〜１００℃に加熱して、ペーストを形成するのに十分な水を除去した。ペーストを、オーブン内で９０℃で一晩乾燥し、マッフル炉内で３５０℃で２時間、３０分の傾斜時間で焼成して触媒組成物３．２を得た。
【０２２３】
［例３．３］
１００ｍＬビーカーに、４ｇの触媒１．１と６ｇのＶＥＲＳＡＬ（登録商標）２５０アルミナを入れた。この混合物に１５ｍＬの蒸留水を加えてスラリーを得た。ガラス撹拌シャフトと１インチＴＥＦＬＯＮ（登録商標）撹拌ブレードを備えたオーバーヘッド撹拌機を使用して、スラリーを撹拌した。スラリーを８０〜１００℃に加熱して、ペーストを形成するのに十分な水を除去した。ペーストをオーブン内で９０℃で一晩乾燥し、マッフル炉内で３５０℃で２時間、３０分の傾斜時間で焼成して触媒組成物３．３を得た。
【０２２４】
［例３．４］
１００ｍＬビーカーに、４ｇの触媒１．１と６ｇの触媒１．１を入れた。この混合物に１５ｍＬの蒸留水を加えてスラリーを得た。ガラス撹拌シャフトと１インチＴＥＦＬＯＮ（登録商標）撹拌ブレードを備えたオーバーヘッド撹拌機を使用して、スラリーを撹拌した。スラリーを８０〜１００℃に加熱して、ペーストを形成するのに十分な水を除去した。ペーストをオーブン内で９０℃で一晩乾燥し、マッフル炉内で５００℃で２時間、３０分の傾斜時間で焼成して触媒組成物３．４を得た。
【０２２５】
［例３．５］
実験式Ｍｏ１．０Ｖ０．３２−０．４９Ｔｅ０．１０−０．１７Ｎｂ０．１４−０．１７Ｏｄを有する酸化的脱水素触媒を調製した。触媒は、触媒１．１と同じ方法で調製し、外部に押し出してペレット化された押出物とし、触媒３．５を得た。
【０２２６】
［例３．６］
実験式Ｍｏ１．０Ｖ０．３２−０．４９Ｔｅ０．１０−０．１７Ｎｂ０．１４−０．１７Ｏｄを有する触媒組成物３．６を調製した。触媒組成物は、触媒１．１と同様に調製された触媒と押出プロセスによるアルミナとを混合することによって調製し、ペレット化された押出物を形成した。
【０２２７】
［例３．７］
１００ｍＬビーカーに、４．０３２２ｇの触媒１．１、６．００７４ｇのＣＡＴＡＰＡＬ（登録商標）Ｂアルミナ（ＳＡＳＯＬ）、及び１０ｍＬの蒸留水を入れた。ビーカーを油浴に固定し、ガラス撹拌シャフトと０．５インチのテフロン撹拌ブレードを備えたオーバーヘッド撹拌機を設置して、薄紫色の水性物質を混合した。油浴を１００℃に設定し、オーバーヘッド撹拌機を１００ｒｐｍに設定した。水性混合物を撹拌し、５５分間加熱した。その後、ペースト状の混合物をオーブン内で９０℃で１８時間加熱した。これに続いて、薄紫色の粉末をマッフル炉内で３５０℃で２時間、３０分の傾斜時間で焼成して触媒組成物３．７を得て、これをＰＩＸＥ試験に供した。
【０２２８】
［例３．８］
１００ｍＬビーカーに、４．０４ｇの触媒１．１、６．０３ｇのＣＡＴＡＰＡＬ（登録商標）Ｂアルミナ（ＳＡＳＯＬ）、及び１０ｍＬの蒸留水を入れた。ビーカーを油浴に固定し、ガラス撹拌シャフトと０．５インチのテフロン撹拌ブレードとを用いてオーバーヘッド撹拌機を組み立てた。攪拌機を１００ｒｐｍに設定し、油浴を１００℃に設定した。水性混合物を１００℃、１００ｒｐｍで１時間撹拌した。続いて、薄紫色のペーストを９０℃のオーブン内で１８時間乾燥させた。その後、薄紫色の粉末をマッフル炉内で５００℃で２時間、３０分の傾斜時間で焼成して触媒組成物３．８を得て、これをＰＩＸＥ試験に供した。
【０２２９】
［例３．９］
触媒１．１及び触媒組成物３．２〜３．６の３５％転化温度及び選択性を、本明細書に記載のＭＲＵを用いて決定した。反応器管に入る供給ガス組成物は、３５％エタン、１７．５％酸素、４７．５％窒素（モル比）であった。活性相に基づくＷＨＳＶは２．９７ｈ−１であった。供給ガスの流量は約７４．６ｓｃｃｍであった。触媒１．１及び触媒組成物３．２〜３．６の３５％転化温度及び選択性を、表３に示す。
【０２３０】
【表３】
2021532976.tif 000006
【０２３１】
［例３．１０］
触媒１．１、フラッシュ焼成アルミナ、及びベーマイト（ＶＥＲＳＡＬ（登録商標）２５０）の非晶質含量を、ＸＲＤによって決定した。続いて、予測される添加剤非晶質含量を、組成物中の、触媒１．１、フラッシュ焼成アルミナ、及びベーマイトの決定された非晶質含量と、触媒１．１、フラッシュ焼成アルミナ、及びベーマイトの重量パーセントとに基づいて計算した。例えば、触媒組成物３．３の予測される添加剤非晶質含量は、組成物が、６０重量％の５１．２％非晶質ベーマイトと４０重量％の４２．５％非晶質触媒１．１とを含むため、４７．７２％であると計算された（０．６×５１．２＋０．４×４２．５＝４７．７２％）。次いで、触媒組成物３．２〜３．６の実際の非晶質含量を、ＸＲＤによって決定した。これらの計算と結果を、表４に示す。
【０２３２】
【表４】
2021532976.tif 000007
【０２３３】
驚くべきことに、触媒組成物が例３．３に開示されるように調製される場合（例えば、触媒組成物３．３）、非晶質含量は予想よりも多い。さらに、触媒組成物が例３．３に開示されるように調製される場合、その触媒組成物は、それ自体の酸化的脱水素触媒に比べて、３５％転化温度がより低く、選択性が同等である。このことは、触媒１．１と触媒組成物３．３の３５％転化温度及び選択性を比較するとわかる。
【０２３４】
これとは別に、触媒組成物３．２に見られるように、フラッシュ焼成アルミナを触媒１．１に添加すると、非晶質含量が予測よりも少なくなった。これは、フラッシュ焼成アルミナを添加することにより、触媒組成物の結晶化が促進することを示唆している。
【０２３５】
上記のように、押し出された触媒組成物３．６は、酸化的脱水素触媒とアルミナとの混合物に添加される水の量において、触媒組成物３．３と部分的に異なる。具体的には、触媒組成物３．６の調製中に１０重量％未満の水が添加されたのに対し、触媒組成物３．３では約５０重量％の水が添加された。さらに、押出工程に続いて、３５０℃で乾燥し焼成した。触媒組成物３．６の手順によって、触媒組成物のアルミナ部分の非晶質含量のわずかな増加と、酸化的脱水素触媒の非晶質含量の減少をもたらしたことが分かる。さらに、触媒組成物３．６では、３５％転化温度がわずかに上昇し、エチレンへの選択性が著しく低下した。
【０２３６】
［例３．１１］
触媒組成物３．１、３．２、３．７、及び３．８のＰＩＸＩＥ分析を、表５に示す。
【０２３７】
【表５】
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【０２３８】
＜他の実施形態＞  
本発明をその詳細な説明に関連して説明してきたが、前述の説明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を例示することを意図するものであり、本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。他の態様、利点、及び修正は、以下の請求項の範囲内にある。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【国際調査報告】
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