DE10246119A1 - Heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid, used to produce polymers for adhesives, involves using active multimetal oxide material containing e.g. molybdenum and vanadium - Google Patents

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Abstract

A heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid over a catalytically active multimetal oxide material which contains the elements molybdenum and vanadium, tellurium or antimony, and elements consisting of niobium, tantalum, tungsten or titanium, whose X-ray diffraction pattern has no reflections with the peak position 2 theta = 50 +/- 0.30 but has reflections whose peaks are at specified diffraction angles. Heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid over a catalytically active multimetal oxide material which contains the elements molybdenum and vanadium, tellurium or antimony, and elements consisting of niobium, tantalum, tungsten or titanium, whose X-ray diffraction pattern has no reflections with the peak position 2 theta = 50 +/- 0.30 but has reflections h, i and k whose peaks are at the diffraction angles (2 theta) 22.2 +/- 0.5 degrees (h), 27.3 +/- 0.50 (i) and 28.2 +/- 0.50 (k). The reflection (h ) is the one with the strongest intensity within the X-ray diffraction pattern and having a full width at half height of not more than 0.50; the intensity (Pi) of the reflection (i) and the intensity (Pk) of the reflection (k) fulfill the relationship that R is 0.65-0.85, where R is the intensity ratio defined by the formula R = Pi/(Pi + Pk); and the full width at half height of the reflection (i) and of the reflection (k) is in each case at most 10. The catalytically active multimetal oxide material is of formula (I). Mo1VaM1bM2cM3dOn (I). M1 = element(s) from the group consisting of Te and Sb; M2 = element(s) from the group consisting of Nb, Ti, W, Ta and Ce; M3 = element(s) consisting of Pb, Ni, Co, Bi, Pd, Ag, Pt, Cu, Au, Ga, Zn, Sn, In, Re, Ir, Sm, Sc, Y, Pr, Nd or Tb; a = 0.01-1; b = 0-1; c = 0-1; d = 0-0.5; n = number that is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in formula (I).

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wenigstens einem partiellen Oxidations- und/oder Ammoxidationsprodukt des Propylens, bei dem man

  • a) in einem ersten Schritt Roh-Propan im Beisein und/oder unter Ausschluss von Sauerstoff einer homogenen und/oder einer heterogen katalysierten Dehydrierung und/oder Oxidehydrierung unterwirft, wobei ein Propan und Propylen enthaltendes Gasgemisch 1 erzeugt wird, und
  • b) aus im ersten Schritt gebildetem Gasgemisch 1 von den darin enthaltenen, von Propan und Propylen verschiedenen, Bestandteilen gegebenenfalls eine Teilmenge abtrennt und/oder in andere Verbindungen wandelt, wobei aus dem Gasgemisch 1 jeweils ein Propan und Propylen sowie auch von Sauerstoff, Propan und Propylen verschiedene Verbindungen enthaltendes Gasgemisch 1' erzeugt wird, und in wenigstens einem weiteren Schritt
  • c) Gasgemisch 1 und/oder Gasgemisch 1' als Bestandteil eines Gasgemisches 2 einer heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation und/oder partiellen Gasphasen-Ammoxidation von im Gasgemisch 1 und/oder Gasgemisch 1' enthaltenem Propylen unterwirft.
The present invention relates to a process for producing at least one partial oxidation and / or ammoxidation product of propylene, in which
  • a) subjecting crude propane in the presence and / or in the absence of oxygen to a homogeneous and / or heterogeneously catalyzed dehydrogenation and / or oxydehydrogenation, a gas mixture containing propane and propylene being generated, and
  • b) from the gas mixture 1 formed in the first step from the constituents contained therein, different from propane and propylene, if appropriate, a partial amount is separated and / or converted into other compounds, in each case one propane and propylene and also of oxygen, propane and Gas mixture 1 'containing propylene is generated, and in at least one further step
  • c) gas mixture 1 and / or gas mixture 1 'as part of a gas mixture 2 is subjected to a heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation and / or partial gas phase ammoxidation of propylene contained in gas mixture 1 and / or gas mixture 1'.

Unter Roh-Propan soll in dieser Schrift ein Propan enthaltendes Gas verstanden werden, das neben Propan sowie gegebenenfalls Propylen noch wenigstens eine, häufig wenigstens zwei oder drei und vielfach wenigstens vier oder fünf von Propan und Propylen verschiedene chemische Verbindung enthält. Letzteres ist dann der Fall, wenn solche chemische Verbindungen chromatographisch, z.B. gaschromatographisch, in Roh-Propan nachweisbar sind.Raw propane is said in this document a gas containing propane can be understood, in addition to propane and optionally propylene, at least one, often at least two or three and often at least four or five of propane and propylene contains various chemical compounds. The latter is the case when such chemical compounds are chromatographically, e.g. can be detected by gas chromatography, in raw propane.

Unter Oxidehydrierung von Propan soll in dieser Schrift eine Dehydrierung verstanden werden, die durch anwesenden Sauerstoff erzwungen und bei der intermediär kein freier Wasserstoff gebildet wird bzw. nachweisbar ist. Im Unterschied zur konventionellen Dehydrierung, die endotherm verläuft, ist die Wärmetönung der Oxidehydrierung exotherm. Die Oxidehydrierung von Propan kann unter Einwirkung erhöhter Temperatur sowohl homogen (d.h., ohne das Beisein eines z.B. festen Katalysators; vgl. z.B. US-A 3 798 283 ) als auch heterogen katalysiert (z.B. an festen Katalysatoren; vgl. DE-A 2058054 und DE-A 19530494 ) durchgeführt werden.In this document, oxydehydrogenation of propane is to be understood as meaning a dehydrogenation which is forced by the presence of oxygen and in which no free hydrogen is formed or is detectable as an intermediate. In contrast to conventional dehydrogenation, which is endothermic, the heat of the oxydehydrogenation is exothermic. The oxydehydrogenation of propane can be both homogeneous (ie without the presence of, for example, a solid catalyst; cf. US-A 3 798 283 ) and heterogeneously catalyzed (e.g. on solid catalysts; cf. DE-A 2058054 and DE-A 19530494 ) be performed.

Das Gleiche gilt im wesentlichen für die konventionelle Dehydrierung, bei der der Dehydrierschritt ohne aktive Mitwirkung von Sauerstoff erfolgt (vgl. z.B. EP-A 731 077 und WO 01/96270). D.h., als primäres Nebenprodukt entsteht hier Wasserstoff und nicht Wasser wie im Fall der Oxidehydrierung.The same applies essentially to conventional dehydrogenation, in which the dehydrogenation step takes place without the active participation of oxygen (cf. e.g. EP-A 731 077 and WO 01/96270). This means that the primary by-product is hydrogen and not water as in the case of oxide dehydrogenation.

Unter einer vollständigen Oxidation von Propylen wird in dieser Schrift verstanden, dass der im Propylen insgesamt enthaltene Kohlenstoff in Oxide des Kohlenstoffs (CO, CO2) umgewandelt wird. Alle davon verschiedenen Umsetzungen des Propylens unter reaktiver Einwirkung von molekularem Sauerstoff werden in dieser Schrift mit dem Begriff der Partialoxidation subsummiert. Die zusätzliche reaktive Einwirkung von Ammoniak kennzeichnet die. Ammoxidation.A complete oxidation of propylene is understood in this document to mean that the total carbon contained in propylene is converted into oxides of carbon (CO, CO 2 ). All of these different reactions of propylene under the reactive action of molecular oxygen are subsumed in this document with the term partial oxidation. The additional reactive action of ammonia characterizes the. Ammoxidation.

Die in dieser Schrift bevorzugten partiellen Oxidations- und/oder Ammoxidationsprodukte des Propylens sind Acrolein, Acrylsäure, Propylenoxid und Acrylnitril.The preferred in this document partial oxidation and / or ammoxidation products of propylene are acrolein, acrylic acid, Propylene oxide and acrylonitrile.

Partielle Oxidations- und/oder Ammoxidationsprodukte des Propylens sind wichtige Zwischenprodukte, z.B. zur Herstellung von Polymerisaten.Partial oxidation and / or ammoxidation products of propylene are important intermediates, e.g. for the production of polymers.

Die Durchführung solcher partiellen Oxidationen und/oder Ammoxidationen (durch in an sich bekannter Weise zu steuernde Wahl des Gehaltes an Ammoniak im Reaktionsgasgemisch kann die Reaktion im wesentlichen ausschließlich als partielle Oxidation, oder ausschließlich als partielle Ammoxidation, oder als Überlagerung beider Reaktionen gestaltet werden) ist an sich bekannt. Es handelt sich dabei um heterogen katalysierte Gasphasen-Reaktionen an festen, in der Regel oxidischen, Katalysatoren.The implementation of such partial oxidations and / or ammoxidations (by controlled in a manner known per se The reaction can be selected by selecting the ammonia content in the reaction gas mixture essentially exclusively as partial oxidation, or exclusively as partial ammoxidation, or as an overlay both reactions are designed) is known per se. It deals are heterogeneously catalyzed gas phase reactions on solid, usually oxidic, catalysts.

Beispielhaft zitiert seien die DE-A 2 351 151 (Beispiel für die Umsetzung von Propylen zu Acrolein und/oder Acrylsäure sowie von Propylen zu Acrylnitril) und die EP-A 372 972 (Beispiel für die Umsetzung von Propylen zu Propylenoxid).They are cited as an example DE-A 2 351 151 (Example for the conversion of propylene to acrolein and / or acrylic acid and from propylene to acrylonitrile) and the EP-A 372 972 (Example for the conversion of propylene to propylene oxide).

Als Oxidationsmittel wird normalerweise molekularer Sauerstoff verwendet, der z.B. in reiner Form oder im Gemisch mit sich bezüglich der Partialoxidation-/ammoxidation im wesentlichen inert verhaltenden Gasen (z.B. als Luft) dem Reaktionsgasgemisch zugesetzt werden kann. Häufig sind die Reaktanden im Reaktionsgasgemisch auch aus Gründen der Wärmeabfuhr und aus Gründen der siche ren Reaktionsführung durch wenigstens ein Inertgas (z.B. N2, H2O, CO, CO2, gesättigte, z.B. C1-C5-Kohlenwasserstoffe (z.B. gemäß DE-A 1924431 und EP-A 293224 ), He und/oder Ar etc.) verdünnt. Die DE-AS 2251364 empfiehlt u.a. Butan als inertes Verdünnungsgas mitzuverwenden. Die Ammoxidation unterscheidet sich dabei, wie bereits erwähnt, durch ein zusätzliches Beisein von Ammoniak.Molecular oxygen is normally used as the oxidizing agent, which can be added to the reaction gas mixture, for example in pure form or in a mixture with gases which are essentially inert with respect to the partial oxidation / ammoxidation (for example as air). Frequently, the reactants in the reaction gas mixture are also for reasons of heat dissipation and for reasons of safe reaction by at least one inert gas (for example N 2 , H 2 O, CO, CO 2 , saturated, for example C 1 -C 5 hydrocarbons (for example in accordance with DE-A 1924431 and EP-A 293224 ), He and / or Ar etc.) diluted. The DE-AS 2251364 recommends using butane as an inert diluent gas. The ammoxidation differs, as already mentioned, by an additional presence of ammonia.

Als Ausgangspropylen wird im Unterschied zu Labor und Technikumsversuchen großtechnisch üblicherweise kein chemisch reines, sondern ein Verunreinigungen aufweisendes rohes Propylen verwendet, das aber einer vergleichsweise hohe Reinheit aufweist (z.B. "polymer grade" oder "chemical grade"; vgl. DE-A 10131297 ).In contrast to laboratory and pilot plant trials, the starting propylene is usually not a chemically pure, but a raw propylene that contains impurities, but which has a comparatively high purity (for example "polymer grade" or "chemical grade"; cf. DE-A 10131297 ).

Die Gewinnung von solchermaßen vergleichsweise reinem Roh-Propylen ist relativ aufwendig und kostspielig. Sie geht normalerweise von rohen paraffinischen Kohlenwasserstoffen aus und beinhaltet in der Regel wenigstens eine Reinigungsstufe in welcher nicht umgesetzter paraffinischer Kohlenwasserstoff von gebildetem Propylen mittels physikalischer Verfahren abgetrennt wird (vgl. z.B. DE-A 3 521 458 )). Üblicherweise umfasst die wenigstens eine Reinigungsstufe auch eine Trennung von von Propylen verschiedenen Olefinen sowie von von Propylen verschiedenen anderen Nebenprodukten, einschließlich der im rohen paraffinischen Kohlenwasserstoff bereits enthaltenen Nebenkomponenten.Obtaining comparatively pure crude propylene in this way is relatively complex and costly. It usually starts from crude paraffinic hydrocarbons and usually includes at least one purification stage in which unreacted paraffinic hydrocarbons are separated from formed propylene by means of physical processes (cf. e.g. DE-A 3 521 458 )). Usually, the at least one purification step also includes a separation of olefins other than propylene and other by-products other than propylene, including the secondary components already contained in the crude paraffinic hydrocarbon.

Die vorgenannten Abtrennungen sind in aller Regel investitionsintensiv und in Folge der Ähnlichkeit von olefinischen/paraffinischen Kohlenwasserstoffen sehr energieintensiv. Sie werden daher üblicherweise nur im Verbund mit Raffineriecrackern und Steamcrackern angewendet und rechnen sich nur deshalb, weil die überwiegende Menge des so gewonnenen Roh-Propylen für nachfolgende Polymerisationen (z.B. Herstellung von Polypropylen) einerseits in großen Mengen benötigt wird (Stichwort: "economy of scale") und dabei andererseits eine hohe Wertschöpfung erfährt.The aforementioned partitions are usually investment-intensive and due to the similarity of olefinic / paraffinic hydrocarbons very energy intensive. They are therefore usually only used in conjunction with refinery crackers and steam crackers and only pay off because the vast majority of the so obtained Raw propylene for subsequent polymerizations (e.g. production of polypropylene) on the one hand in large Quantities needed (keyword: "economy of scale ") and thereby on the other hand a high added value experiences.

Der von diesen Roh-Propylenen in Partialoxidationen und/oder -ammoxidationen fließende Anteil ist von eher untergeordneter Bedeutung und läuft als Nebenbedarfsstrom quasi mit, weshalb solchermaßen erzeugtes Roh-Propylen auch für Partialoxidationen und/oder -ammoxidationen noch einen akzeptablen Rohstoffpreis aufweist.The one of these crude propylenes Partial oxidations and / or amoxidations flowing part is of minor importance Meaning and running as an auxiliary supply stream, so what is generated in this way Raw propylene also for Partial oxidations and / or amoxidations are still acceptable Commodity price.

Dieser Rohstoffpreis ließe sich nur dadurch merklich senken, wenn wenigstens auf einen Teil der angesprochenen Trennungen oder auf deren Gesamtmenge verzichtet werden könnte.This raw material price could be noticeably lower only if at least on a part of the mentioned separations or their total amount waived could be.

Als Problemlösung schlägt die EP-B 938463 vor, in einem ersten Schritt z.B. rohes Propan im Beisein von Sauerstoff heterogen katalysiert partiell zu dehydrieren, wobei ein erstes, Propylen und Propan enthaltendes Gasgemisch erzeugt wird, das als solches, d.h., ohne Zwischenbehandlung, als Bestandteil eines zweiten Gasgemisches einer heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation von im ersten Gasgemisch enthaltenem Propylen zu Acrolein und/oder Acrylsäure unterworfen wird.As a solution to the problem EP-B 938463 before in a first step, for example, partially dehydrogenating crude propane heterogeneously catalyzed in the presence of oxygen, producing a first gas mixture containing propylene and propane which, as such, ie without intermediate treatment, is part of a second gas mixture of a heterogeneously catalyzed gas phase Partial oxidation of propylene contained in the first gas mixture to acrolein and / or acrylic acid is subjected.

Zur Frage der Reinheit des zu verwendenden rohen Propans führt die EP-B 938463 in Spalte 3, Zeilen 40 ff u.a. aus: "The purity of the starting material alkane is not particularly limited". "Further, the starting material alkane may be a mixture of various alkanes. Typically the feed will comprise at least 30 mole percent, preferably at least 50 mole percent and more perferably at least 80 mole percent propane. The source of the alkane, e.g. propane feed, for use in the process of the present invention is not critical."The question arises as to the purity of the crude propane to be used EP-B 938463 in column 3, lines 40 et seq. from: "The purity of the starting material alkane is not particularly limited". "Further, the starting material alkane may be a mixture of various alkanes. Typically the feed will comprise at least 30 mole percent, preferably at least 50 mole percent and more perferably at least 80 mole percent propane. The source of the alkane, eg propane feed, for use in the process of the present invention is not critical. "

Darüber hinaus lehrt die EP-B 938463 in Spalte 3, Zeilen 17ff: "Hence, after recovery of the acrolein, the noncondensed gases containing propane may be recycled without significant, additional purification steps."It also teaches EP-B 938463 in column 3, lines 17ff: "Hence, after recovery of the acrolein, the noncondensed gases containing propane may be recycled without significant, additional purification steps."

Die Lehre der EP-A 117146 entspricht im wesentlichen der EP-B 938463 , sieht man davon ab, dass die EP-A 117146 empfiehlt, die heterogen katalysierte Dehydrierung des Propylens unter Ausschluss von Sauerstoff durchzuführen.The teaching of EP-A 117146 corresponds essentially to the EP-B 938463 , apart from the fact that the EP-A 117146 recommends carrying out the heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propylene in the absence of oxygen.

Ferner lehrt die EP-A 117146 auf Seite 11, Zeilen 14ff den vorgenannten Recyclestrom betreffend: "Since the light and heavy hydrocarbon by – products, such as methane, ethane, ethylene, butane, and butenes boil at temperatures significantly different from those of acrolein or the C3 hydrocarbons, they may be separated by destillation. Alternatevely, streams containing the by – products in concentrated amounts may be purged." Die Möglichkeit eines solchen purge-Stromes an Recyclegas sieht auch die EP-B 938463 in Spalte 11, Zeile 10.Furthermore, the EP-A 117146 on page 11, lines 14ff regarding the aforementioned recycling stream: "Since the light and heavy hydrocarbon by - products, such as methane, ethane, ethylene, butane, and butenes boil at temperatures significantly different from those of acrolein or the C 3 hydrocarbons, they may be separated by distillation. Alternatevely, streams containing the by - products in concentrated amounts may be purged. " She also sees the possibility of such a purge flow of recycled gas EP-B 938463 in column 11, line 10.

Die Notwendigkeit einer Abtrennung der vorgenannten Nebenkomponenten vorab der Partialoxidation und/oder -ammoxidation sehen beide Schriften nicht.The need for separation the aforementioned secondary components prior to the partial oxidation and / or -ammoxidation do not see either font.

Die Lehre der WO 01/96270 schließt sich an die in der EP-B 938463 und an die in der EP-A 117 146 gegebene Lehre an. So führt sie auf Seite 4, Zeile 10ff aus: "Selbstredend kann das Beschickungsgasgemisch der Oxidationsstufe B bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise neben den bereits genannten Bestandteilen zusätzlich noch andere Bestandteile wie z.B. CO, CO2, H2O, Edelgase wie He und/oder Ar, Wasserstoff, Methan, Ethylen, Butane, Butene, Butine, Pentane, Propin, Allene und/oder Acrolein enthalten." Ferner lehrt die WO 01/96270 auf Seite 15, Zeilen 26ff bezüglich des für den Dehydrierschritt zu verwendenden rohen Propans: "Erfindungsgemäß wesentlich ist, dass das in der Stufe A verwendete Propan kein reines Propan sein muss. Vielmehr kann das verwendete Propan bis zu 50 Vol.-% anderer Gase wie z.B. Ethan, Methan, Ethylen, Butane, Butene, Propin, Acethylen, H2S, SO2, Pentane etc. enthalten."The teaching of WO 01/96270 follows that in the EP-B 938463 and to those in the EP-A 117 146 given teaching. On page 4, line 10ff, she explains: "It goes without saying that the feed gas mixture of oxidation level B can, in addition to the components already mentioned, other components such as CO, CO 2 , H 2 O, noble gases such as He and / or Ar in addition to the components already mentioned , Hydrogen, methane, ethylene, butanes, butenes, butynes, pentanes, propyne, allenes and / or acrolein. " Furthermore, WO 01/96270 on page 15, lines 26ff teaches about the crude propane to be used for the dehydrogenation step: "According to the invention, it is essential that the propane used in stage A need not be pure propane. Rather, the propane used can be up to 50% Vol .-% of other gases such as ethane, methane, ethylene, butanes, butenes, propyne, acetylene, H 2 S, SO 2 , pentanes, etc. contain. "

Zwar empfiehlt die WO 01/96270 auch, aus dem im Dehydrierschritt gebildeten, Propan und Propylen enthaltenden, ersten Gasgemisch vor dessen Weiterverwendung für die Partialoxidation des darin enthaltenen Propylen wenigstens eine Teilmenge des im ersten Gasgemisch enthaltenen Wasserstoff und im Rahmen dieser Abtrennung gegebenenfalls auch andere, gegebenenfalls im wesentlichen alle, von Propan und Propylen verschiedenen Bestandteile abzutrennen, und in der EP-B 731077 wird eine quantitative Abtrennung aller von Propan, Propylen und gegebenenfalls molekularem Sauerstoff verschiedenen Bestandteile aus einem solchen ersten Gasgemisch vor seiner Weiterverwendung sogar als besonders bevorzugt betrachtet, doch mindert einerseits jedes diesbezüglich anzuwendende Trennverfahren die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens und erweisen sich andererseits manche der in den vorgenannten Schriften als für eine solche quantitative Trennung empfohlenen Verfahren als wenig geeignet. Letzteres trifft z.B. auf das in der WO 01/96270 auf Seite 16 unten empfohlene Absorptions/Desorptions-Verfahren zu, das sich bei näherer Überprüfung als wenig geeignet erwies, um z.B. C4-Kohlenwasserstoffe von C3-Kohlenwasserstoffen zu trennen.WO 01/96270 also recommends that from the first gas mixture formed in the dehydrogenation step and containing propane and propylene at least a partial amount of the hydrogen contained in the first gas mixture and, if necessary, others in the course of this separation for the partial oxidation of the propylene contained therein, if appropriate, essentially separate all of the constituents other than propane and propylene, and in the EP-B 731077 A quantitative separation of all constituents other than propane, propylene and possibly molecular oxygen from such a first gas mixture is even considered to be particularly preferred prior to its further use, but on the one hand each separation process to be used in this regard reduces the economy of the overall process and On the other hand, some of the methods recommended in the aforementioned documents prove to be unsuitable for such a quantitative separation. The latter applies, for example, to the absorption / desorption process recommended in WO 01/96270 on page 16 below, which on closer examination proved to be unsuitable for separating, for example, C 4 hydrocarbons from C 3 hydrocarbons.

Die Notwendigkeit, beim Rohstoffwechsel von Roh-Propylen zu Roh-Propan nach dem Dehydrier- und/oder Oxidehydrierschritt oder bereits vorab dieses Schrittes bestimmte Nebenkomponenten abzutrennen, um in dem wenigstens einen Oxidations- und/oder Ammoxidationsschritt neben der Bildung des gewünschten Zielprodukts die Bildung von Nebenprodukten zu mindern, sieht der zitierte Stand der Technik nicht. Er ist sich zwar der sich mit dem Rohstoffwechsel verändernden Nebenproduktbildung bewusst (gemäß WO 01/96270 bedingt z.B. das Beisein von Propan in der partiellen Oxidation eine erhöhte Bildung an Propionaldehyd und/oder Propionsäure; der Vorteil einer Nichtabtrennung des Propan vom in der Dehydrierung gebildeten Propylen wird jedoch höher bewertet), sieht diese jedoch insofern als nicht besonders kritisch, als eine Vorabtrennung in der Regel aufwendiger ist, als die Trennung von Zielprodukt und Nebenprodukt. Dies auch vor dem Hintergrund, dass in jedem Fall eine Zielproduktabtrennung von gebildeten Nebenprodukten durchgeführt werden muss.The need to change raw materials from raw propylene to raw propane after the dehydrogenation and / or oxydehydrogenation step or in advance this step to separate certain secondary components in order to at least one oxidation and / or ammoxidation step in addition the formation of the desired target product The cited state sees the reduction of the formation of by-products of technology not. Although he is concerned with the raw material change changing By-product formation deliberately (according to WO 01/96270 e.g. the presence of propane in the partial oxidation increases formation on propionaldehyde and / or propionic acid; the advantage of not separating of the propane from the propylene formed in the dehydrogenation, however rated higher), sees it, however, as not being particularly critical as one Pre-separation is usually more complex than the separation of Target product and by-product. This also against the background that in any case, a target product separation of by-products formed carried out must become.

Diese Auffassung wird ganz offensichtlich auch von jenen geteilt, die wie die EP-A 1192987 oder die DE-A 10122027 , oder die EP-A 608838 , oder die EP-A 529853 , oder die DE-A 10051419 , oder die DE-A 10119933 empfehlen, das Eingangs dieser Schrift definierte Verfahren in einer einzigen Reaktionszone (meist wird es an wenigstens zwei Reaktionszonen durchgeführt) an einer Katalysatorbeschickung durchzuführen, deren aktive Oxidmasse wenigstens ein Multimetalloxid ist, das die Elemente Mo, V und Te und/oder Sb enthält. Grundlage dieser Verfahrensweise ist, dass die relevante aktive Oxidmasse einerseits sowohl die Oxidehydrierung des Propans zu Propylen (vgl. z.B. EP-B 938463 , Spalte 4, Zeile 37ff) und andererseits auch die Partialoxidation- und/oder -ammoxidation von Propylen zu katalysieren vermag. Selbstredend wird bei einer solchen Verfahrensweise das Gasgemisch 1 als solches für den nachfolgenden wenigstens einen partiellen Oxidations- und/oder Ammoxidationsschritt eingesetzt.Obviously, this view is shared by those who like that EP-A 1192987 or the DE-A 10122027 , or the EP-A 608838 , or the EP-A 529853 , or the DE-A 10051419 , or the DE-A 10119933 recommend performing the process defined at the beginning of this document in a single reaction zone (usually it is carried out in at least two reaction zones) on a catalyst feed whose active oxide mass is at least one multimetal oxide which contains the elements Mo, V and Te and / or Sb. The basis of this procedure is that the relevant active oxide mass on the one hand both the oxydehydrogenation of propane to propylene (cf. e.g. EP-B 938463 , Column 4, line 37ff) and on the other hand is also able to catalyze the partial oxidation and / or amoxidation of propylene. Of course, in such a procedure, the gas mixture 1 is used as such for the subsequent at least one partial oxidation and / or ammoxidation step.

Nichtsdestotrotz empfiehlt z.B. die EP-A 1192987 auf Seite 9, Zeile 26ff: "Similarly, there is no limitation on the source of the alkane. It may be purchased, per se, or in admixture with an alkene and/or other impurities. Moreover, the alkane, regardless of source, and the alkene, regardless of source, may be blended as desired." In völliger Entsprechung lehrt die DE-A 10122027 auf Seite 3, Zeilen 35/36: "An das für das erfindungsgemäße Verfahren zu verwendende Propan werden keine besonders hohen Ansprüche in Bezug auf seine Reinheit gestellt."Nevertheless, the EP-A 1192987 on page 9, line 26ff: "Similarly, there is no limitation on the source of the alkane. It may be purchased, per se, or in admixture with an alkene and / or other impurities. Furthermore, the alkane, regardless of source, and the alkene, regardless of source, may be blended as desired. " The teaches in complete correspondence DE-A 10122027 on page 3, lines 35/36: "The propane to be used for the process according to the invention is not particularly demanding in terms of its purity."

Nachteilig an den vorstehenden Empfehlungen des Standes der Technik ist, dass sie nicht hinterfragen, welche in kostengünstigem Roh-Propan gegebenenfalls bereits enthaltenen Bestandteile oder sich im Verlauf des ersten Schrittes aus solchen Bestandteilen bildende und dann im ersten Gasgemisch enthaltene chemische Verbindungen (die in den normalerweise eingesetzten Roh-Propylenen nicht oder nur in Spuren enthalten sind, so dass ihre negativen Auswirkungen bisher unbemerkt blieben) bezüglich der nachfolgenden heterogen katalysierten Partialoxidation und/oder -ammoxidation als Katalysatorgifte wirken, indem sie deren Aktivität und/oder Selektivität hinsichtlich der angestrebten Partialoxidation und/oder -ammoxidation des Propylens mindern.A disadvantage of the above recommendations The state of the art is that they do not question which in inexpensive Raw propane components or ingredients already contained formed from such components in the course of the first step and then chemical compounds contained in the first gas mixture (not in the normally used raw propylenes or are only contained in traces, so their negative effects have so far remained unnoticed) the subsequent heterogeneously catalyzed partial oxidation and / or -ammoxidation act as catalyst poisons by their activity and / or selectivity with regard to the desired partial oxidation and / or amoxidation of propylene.

Als Ergebnis eingehender und sorgfältiger Untersuchungen wurde nun gefunden, dass C4-Kohlenwasserstoffe (chemische Verbindungen, die aus vier Kohlenstoffatomen und Wasserstoff bestehen) im allgemeinen und unter diesen vor allem die Gruppe der olefinischen Vertreter (Buten-1, trans-Buten-2, cis-Buten-2 und iso-Buten) und unter diesen wiederum insbesondere das Buten-1 solche Katalysatorgifte bilden. Aber auch die gesättigten Vertreter (n-Butan und iso-Butan) und die anderen ungesättigten Vertreter wirken nachteilig.As a result of thorough and careful investigations, it has now been found that C 4 -hydrocarbons (chemical compounds which consist of four carbon atoms and hydrogen) in general and among these in particular the group of olefinic representatives (butene-1, trans-butene-2, cis-butene-2 and isobutene) and among these in particular the butene-1 form such catalyst poisons. However, the saturated representatives (n-butane and isobutane) and the other unsaturated representatives also have a disadvantageous effect.

Gerade C4-Kohlenwasserstoffe (z.B. n-Butan, iso-Butan, trans-Buten-2, cis-Buten-2, iso-Buten, Butadien 1,3, Butadien 1,2, 1-Butin und/oder 2-Butin) bilden jedoch ubiquitäre Begleiter des Propan und sind daher üblicherweise in signifikanten Mengen in kostengünstigen Roh-Propanen enthalten. Diese Aussage trifft in ganz besonderem Ausmaß auf die gesättigten C4-Kohlenwasserstoffe zu, aus denen jedoch unter den Bedingungen einer partiellen Dehydrierung und/oder Oxidehydrierung von Propan unweigerlich wenigstens teilweise die olefinischen C4-Kohlenwasserstoffe, vor allem das besonders störende Buten-1, gebildet werden.Especially C 4 -hydrocarbons (e.g. n-butane, isobutane, trans-butene-2, cis-butene-2, isobutene, butadiene 1.3, butadiene 1,2, 1-butyne and / or 2-butyne ), however, form ubiquitous companions of propane and are therefore usually contained in significant quantities in inexpensive raw propanes. This statement applies to a very particular extent to the saturated C 4 -hydrocarbons, from which, however, under the conditions of partial dehydrogenation and / or oxydehydrogenation of propane, the olefinic C 4 -hydrocarbons, in particular the particularly troublesome butene-1, be formed.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, im Unterschied zu den Verfahren des Standes der Technik ein wie eingangs beschriebenes Verfahren zur Herstellung von wenigstens einem partiellen Oxidations- und/oder Ammoxidationsprodukt des Propylens zur Verfügung zu stellen, das den vorgenannten Sachverhalten Rechnung trägt.The object of the present invention therefore consisted, in contrast to the procedures of the state the technology as a process described in the introduction to manufacture of at least one partial oxidation and / or ammoxidation product of propylene to provide, which takes into account the aforementioned circumstances.

Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von wenigstens einem partiellen Oxidations- und/oder Ammoxidationsprodukt des Propylens, bei dem man

  • a) in einem ersten Schritt Roh-Propan im Beisein und/oder unter Ausschluss von Sauerstoff einer homogenen und/oder heterogen katalysierten Dehydrierung und/oder Oxidehydrierung unterwirft, wobei ein Propan und Propylen enthaltendes Gasgemisch 1 erhalten wird, und
  • b) aus im ersten Schritt gebildetem Gasgemisch 1, von den darin enthaltenen, von Propan und Propylen verschiedenen, Bestandteilen gegebenenfalls eine Teilmenge abtrennt und/oder in andere Verbindungen wandelt, wobei aus dem Gasgemisch 1 jeweils ein Propan und Propylen sowie auch von Sauerstoff, Propan und Propylen verschiedene Verbindungen enthaltendes Gasgemisch 1' erzeugt wird, und in wenigstens einem weiteren Schritt
  • c) Gasgemisch 1 und/oder Gasgemisch 1' als Bestandteil eines Gasgemisches 2 einer heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation und/oder partiellen Gasphasen-Ammoxidation von im Gasgemisch 1 und/oder Gasgemisch 1' enthaltenem Propylen unterwirft,

gefunden,
das dadurch gekennzeichnet ist,
dass der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% beträgt.Accordingly, a process for the preparation of at least one partial oxidation and / or ammoxidation product of propylene, in which
  • a) subjecting crude propane in the presence and / or with the exclusion of oxygen to a homogeneous and / or heterogeneously catalyzed dehydrogenation and / or oxydehydrogenation, a gas mixture 1 containing propane and propylene being obtained, and
  • b) from the gas mixture 1 formed in the first step, from the constituents contained therein, different from propane and propylene, if appropriate, a partial amount is separated off and / or converted into other compounds, in each case one propane and propylene and also of oxygen, propane from the gas mixture 1 and propylene-containing gas mixture 1 'is generated, and in at least one further step
  • c) subjecting gas mixture 1 and / or gas mixture 1 'as part of a gas mixture 2 to heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation and / or partial gas phase ammoxidation of propylene contained in gas mixture 1 and / or gas mixture 1',

found,
which is characterized by
that the total content of the gas mixture 2 in C 4 hydrocarbons is ≤ 3% by volume.

Erfindungsgemäß bevorzugt beträgt der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2,5 Vol.-%, besser ≤ 2,0 Vol.-%, noch besser ≤ 1,5 Vol.-%, oder ≤ 1,0 Vol.-%, oder ≤ 0,50 Vol.-% und ganz besonders bevorzugt ≤ 0,30 Vol.-%, oder ≤ 0,10 Vol.-%.According to the invention, the total content of the gas mixture 2 in C 4 hydrocarbons is preferably ≤ 2.5% by volume, better ≤ 2.0% by volume, even better ≤ 1.5% by volume, or ≤ 1.0% by volume. -%, or ≤ 0.50 vol .-% and very particularly preferably ≤ 0.30 vol .-%, or ≤ 0.10 vol .-%.

Bei Gasgemischen 2, die überhaupt keine C4-Kohlenwasserstoffe mehr enthalten, tritt deren negative Wirkung selbstverständlich überhaupt nicht mehr in Erscheinung. Im Rahmen einer Gesamtwirtschaftlichkeitsbetrachtung kann es jedoch vertretbar sein, eine gewisse mindernde Wirkung der C4-Kohlenwasserstoffe im Gasgemisch 2 in Kauf zu nehmen, und deren Gesamtgehalt im Gasgemisch 2 bei Werten von ≥ 0,05 Vol.-%, oder ≥ 0,07 Vol.-%, oder ≥ 0,09 Vol.-%, oder ≥ 0,1 Vol.-% bzw. in extremen Fällen ≥ 0,2 Vol.-% zu belassen.In the case of gas mixtures 2 which no longer contain any C 4 hydrocarbons, their negative effect of course no longer occurs. In the context of an overall economic analysis, however, it may be justifiable to accept a certain reducing effect of the C 4 hydrocarbons in gas mixture 2, and their total content in gas mixture 2 at values of ≥ 0.05% by volume, or ≥ 0.07 Vol .-%, or ≥ 0.09 vol .-%, or ≥ 0.1 vol .-% or in extreme cases ≥ 0.2 vol .-%.

Erfindungsgemäß bevorzugt beträgt gleichzeitig mit den vorgenannten Gesamtgehalten an C4-Kohlenwasserstoffen der Gehalt des Gasgemisches 2 an Buten-1 ≤ 1 Vol.-%, oder ≤0,9 Vol.-%, oder ≤ 0,75 Vol.-%, oder ≤ 0,6 Vol.-%, bzw. ≤0,5 Vol.-%, oder ≤ 0,4 Vol.-%, besonders bevorzugt ≤ 0,3 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt ≤ ,2 Vol.-% und noch besser ≤ 0,1 Vol.-% bzw. ≤ 0,05 Vol.-%, oder ≤ 0,03 Vol.-% bzw. ≤ 0,01 Vol.-%. Bei Gasgemischen 2, die überhaupt kein Buten-1 mehr enthalten, tritt dessen negative Wirkung selbstverständlich überhaupt nicht mehr in Erscheinung. Im Rahmen einer Geamtwirtschaftlichkeitsbetrachtung kann es jedoch vertretbar sein, eine gewisse mindernde Wirkung des Buten-1 im Gasgemisch 2 in Kauf zu nehmen, und dessen Gehalt im Gasgemisch 2 bei Werten von ≥ 0,001 Vol.-%, oder ≥ 0,003 Vol.-%, oder ≥ 0,006 Vol.-%, oder in extremen Fällen ≥ 0,009 Vol.-% zu belassen.According to the invention, at the same time as the aforementioned total contents of C 4 hydrocarbons, the content of butene-1 in the gas mixture 2 is 1 1% by volume, or 0 0.9% by volume, or 0,7 0.75% by volume, or ≤ 0.6 vol.%, Or ≤0.5 vol.%, Or ≤ 0.4 vol.%, Particularly preferably ≤ 0.3 vol.%, Very particularly preferably ≤. 2 vol. % and even better ≤ 0.1% by volume or ≤ 0.05% by volume, or ≤ 0.03% by volume or ≤ 0.01% by volume. In the case of gas mixtures 2 which no longer contain any butene-1, its negative effect of course no longer appears at all. However, in the context of a general economic assessment, it may be justifiable to accept a certain reducing effect of butene-1 in gas mixture 2 and its content in gas mixture 2 at values of ≥ 0.001% by volume, or ≥ 0.003% by volume, or ≥ 0.006% by volume, or in extreme cases ≥ 0.009% by volume.

Die vorgenannten Grenzwerte gelten gleichzeitig mit den davor genannten Gesamtgehalten an C4-Kohlenwasserstoffen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt nicht nur für die Menge an im Gasgemisch 2 enthaltenem Buten-1, sondern, unabhängig voneinander, gleichzeitig auch für jeden anderen möglichen Vertreter innerhalb der Butene (d.h., für trans-Buten-2, für cis-Buten-2 und für iso-Buten), und ganz besonders bevorzugt gleichzeitig auch für die Gesamtmenge an Butenen im Gasgemisch 2. D.h., erfindungsgemäß geeignete Gasgemische 2 sind z.B. solche, für die gilt:

  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol.-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 1 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2,5 Vol.-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 1 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2,0 Vol.-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 1 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 1,5 Vol.-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 1 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 1,0 Vol.-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,75 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 1,0 Vol.-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,50 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 0,5 Vol.-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,30 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 0,3 Vol.-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,1 Vol.-%; usw.
The aforementioned limit values apply simultaneously with the previously mentioned total contents of C 4 hydrocarbons in the process according to the invention preferably not only for the amount of butene-1 contained in the gas mixture 2, but, independently of one another, also for any other possible representative within the butenes (ie, for trans-butene-2, for cis-butene-2 and for isobutene), and very particularly preferably at the same time also for the total amount of butenes in the gas mixture 2. That is, gas mixtures 2 suitable according to the invention are, for example, those for which applies:
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and total content of butenes ≤ 1% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 2.5% by volume and total content of butenes ≤ 1% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 2.0% by volume and total content of butenes ≤ 1% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 1.5% by volume and total content of butenes ≤ 1% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 1.0% by volume and total content of butenes ≤ 0.75% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 1.0% by volume and total content of butenes ≤ 0.50% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 0.5% by volume and total content of butenes ≤ 0.30% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 0.3% by volume and total content of butenes ≤ 0.1% by volume; etc.

Um die vorgenannten Grenzwerte einzuhalten, bietet das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen zwei Möglichkeiten, von denen entweder nur eine oder beide zur Anwendung gelangen können.To comply with the aforementioned limit values offers the inventive method essentially two ways of which either only one or both can be used.

Zum einen kann von einem Roh-Propan ausgegangen werden, das entweder überhaupt keine C4-Kohlenwasserstoffe mehr enthält, oder das C4-Kohlenwasserstoffe nur noch in solchen Mengen enthält, dass die erfindungsgemäß einzuhaltenden Grenzen für die Gehalte an Gesamt-C4-Kohlenwasserstoffen, Gesamt-Butenen sowie Buten-1 im Gasgemisch 2 erfüllt werden. Welcher Gehalt an welchen der möglichen C4-Kohlenwasserstoffe im Roh-Propan dabei noch mit dem erfindungs gemäßen Verfahren verträglich ist, hängt u.a. von den für den ersten Schritt des Verfahrens angewandten spezifischen Randbedingungen ab und kann vom Fachmann, an diese spezifischen Randbedingungen jeweils angepasst, in wenigen Vorversuchen ermittelt werden.On the one hand, it can be assumed that there is a crude propane which either no longer contains any C 4 hydrocarbons, or which only contains C 4 hydrocarbons in such quantities that the limits to be observed according to the invention for the total C 4 hydrocarbons , Total butenes and butene-1 in the gas mixture 2 are met. Which content of which of the possible C 4 hydrocarbons in the crude propane is still compatible with the process according to the invention depends, inter alia, on the specific boundary conditions used for the first step of the process and can be adapted by the person skilled in the art to these specific boundary conditions, can be determined in a few preliminary tests.

Eine gegebenenfalls erforderliche Abtrennung von C4-Kohlenwasserstoffen aus käuflich erworbenem Roh-Propan kann in an sich bekannter Weise z.B. rektifikativ vorgenommen werden. Selbstredend kommen auch alle anderen Trennverfahren wie z.B. Adsorption/Desorption (z.B. Druckwechseladsorption), Extraktion und/oder Absorption/Desorption zusätzlich in Betracht.Any necessary removal of C 4 hydrocarbons from commercially available crude propane can be carried out in a manner known per se, for example by rectification. Of course, all other separation processes such as adsorption / desorption (eg pressure swing adsorption), extraction and / or absorption / desorption can also be considered.

Ergänzend und/oder alternativ können aus dem Gasgemisch 1 vorab seiner erfindungsgemäßen Weiterverwendung als Gasgemisch 1' C4-Kohlenwasserstoffe im allgemeinen und Buten-1 bzw. Butene im besonderen soweit abgetrennt werden, bis die erfindungsgemäß einzuhaltenden Grenzen erreicht bzw. unterschritten sind. Diese Maßnahme ist z.B. dann angebracht, wenn im Verlauf des Oxidehydrier- bzw. Dehydrierschrittes z.B. durch Disproportionierung und/oder Metathese die störenden C4-Kohlenwasserstoffe z.B. aus Propan erst gebildet werden. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist u.a. dann erhöht, wenn für den ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens (im Fall einer katalytischen Dehydrierung) die Teilmengenkreisgasfahrweise der DE-A 10211275 angewendet wird. Als Trennverfahren können dabei z.B. die in der DE-A 10131297 beschriebene Kombination aus Absorption und Desorption bzw. Strippen (bevorzugt als Druckabsorption), Druckwechseladsorption, rektifikative und/oder extraktive Verfahren angewendet werden. Im Fall einer Strippung ist darauf zu achten, dass über das verwendete Strippgas keine C4-Kohlenwasserstoffe eingeführt werden.In addition and / or alternatively, the gas mixture 1 can be used in advance for its Wei ter-use as a gas mixture 1 'C 4 -hydrocarbons in general and butene-1 or butenes in particular separated until the limits to be observed according to the invention are reached or undershot. This measure is appropriate, for example, if the disruptive C 4 -hydrocarbons, for example from propane, are only formed in the course of the oxide dehydrogenation or dehydrogenation step, for example by disproportionation and / or metathesis. The probability of this is increased, inter alia, if for the first step of the method according to the invention (in the case of catalytic dehydrogenation) the partial gas cycle mode of operation of the DE-A 10211275 is applied. For example, the separation methods used in the DE-A 10131297 described combination of absorption and desorption or stripping (preferably as pressure absorption), pressure swing adsorption, rectificative and / or extractive methods can be used. In the case of stripping, it must be ensured that no C 4 hydrocarbons are introduced via the stripping gas used.

Wird das (z.B. aus dem Produktgasgemisch einer katalytischen Dehydrierung absorptiv entnommene) im Absorptionsmittel angereichert enthaltene Propan und Propen mittels Luft freigestrippt, kann eine der erfindungsgemäßen Verfahrenskonstellationen vorliegen, bei der das durch das Freistrippen erzeugte Gasgemisch 1' bei geschickter Wahl der Strippgasmenge unmittelbar für die partielle Gasphasen-Partialoxidation und/oder die partielle Gasphasen-Ammoxidation verwendbar und damit mit dem Gasgemisch 2 identisch ist. In der Regel wird in diesem Fall der Gehalt an von Propan, Propen und Sauerstoff verschiedenen Komponenten im Gasgemisch 1' 35 bis 55 Vol.-% betragen. Im Fall der erfindungsgemäßen Herstellung von Acrolein und/oder Acrylsäure ist eine solche Verfahrensweise bevorzugt.If this (e.g. from the product gas mixture a catalytic dehydrogenation absorptively) in the absorbent Propane and propene contained in enriched form are stripped free of air, can be one of the process constellations according to the invention are present, in which the gas mixture generated by the free stripping 1 'with skillful Selection of the amount of stripping gas directly for the partial gas phase partial oxidation and / or the partial gas phase ammoxidation can be used and thus is identical to the gas mixture 2. Usually this one Case the content of other than propane, propene and oxygen Components in the gas mixture 1 '35 up to 55 vol .-%. In the case of the manufacture according to the invention of acrolein and / or acrylic acid such a procedure is preferred.

Selbstredend kann im Rahmen der angesprochenen Abtrennungen von C4-Kohlenwasserstoffen auch eine Abtrennung anderer, von Propan und Propylen verschiedenen Bestandteilen einhergehen. Natürlich können auch Teilmengen an Propan und/oder Propylen jeweils mitabgetrennt werden.Of course, within the scope of the separations from C 4 hydrocarbons mentioned, a separation of other constituents other than propane and propylene can also go hand in hand. Of course, partial amounts of propane and / or propylene can also be separated off.

Erfindungsgemäß zweckmäßig wird man die angesprochenen Trennverfahren gezielt auf eine Abtrennung der C4-Kohlenwasserstoffe richten, um den insgesamt erforderlichen Trennaufwand und damit die Minderung der Wirtschaftlichkeit zu begrenzen.Appropriately according to the invention, the separation processes mentioned will be aimed specifically at separating off the C 4 -hydrocarbons in order to limit the total separation effort required and thus the reduction in economy.

D.h. im Normalfall wird ein Gasgemisch 1' beim erfindungsgemäßen Verfahren noch wenigstens ≥ 0,1 Vol.-%, häufig ≥ 0,2 Vol,-%, oder ≥ 0,3 Vol.-% bzw. ≥ 0,4 Vol.-%, oder ≥ 0,5 Vol.-%, vielfach ≥ 0,6 Vol.-%, oder ≥ 0,8 Vol.-% bzw. ≥ 1 Vol.-%, oft ≥ 2 Vol.-%, oder ≥ 3 Vol.-% bzw. ≥ 5 Vol.-%, durchaus üblich ≥ 10 Vol.-%, oder ≥ 15 Vol.-% bzw. ≥ 20 Vol.-%, oder ≥ 25 Vol.-%, oder ≥ 30 Vol.-%, oder ≥ 35 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthalten.That usually a gas mixture 1 'in the method according to the invention still at least ≥ 0.1% by volume, frequently ≥ 0.2% by volume, or ≥ 0.3 Vol .-% or ≥ 0.4 Vol .-%, or ≥ 0.5 Vol .-%, often ≥ 0.6 Vol .-%, or ≥ 0.8 Vol .-% or ≥ 1 Vol .-%, often ≥ 2 Vol .-%, or ≥ 3 Vol .-% or ≥ 5 Vol .-%, quite common ≥ 10 vol .-%, or ≥ 15 Vol .-% or ≥ 20 Vol .-%, or ≥ 25 Vol .-%, or ≥ 30 Vol .-%, or ≥ 35 Vol .-% of other than propane and propylene and oxygen Ingredients included.

Im Regelfall wird der Anteil an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen im Gasgemisch 1' beim erfindungsgemäßen Verfahren jedoch ≤ 80 Vol.-%, bzw. ≤ 70 Vol.-%, oder ≤ 60 Vol.-%, oder ≤ 50 Vol.-%, oder ≤ 40 Vol.-% betragen.As a rule, the proportion of Propane and propylene as well as oxygen various components in the gas mixture 1 'at method according to the invention however ≤ 80 Vol .-%, or ≤ 70 Vol .-%, or ≤ 60 vol .-%, or ≤ 50 Vol .-%, or ≤ 40 % By volume.

Erfindungsgemäß von Vorteil ist es, wie bereits gesagt, wenn die bisher angesprochenen Abtrennungen so durchgeführt werden, daß das Gasgemisch 2 nicht nur die erfindungsgemäß geeigneten Gesamtgehalte an C4-Kohlenwasserstoffen sondern gleichzeitig einen Gehalt an Buten-1 aufweist, der ≤ 1 Vol.-%, oder ≤ 0,9 Vol.-% etc. beträgt.As already mentioned, it is advantageous according to the invention if the separations mentioned so far are carried out in such a way that the gas mixture 2 not only has the total contents of C 4 -hydrocarbons which are suitable according to the invention but at the same time has a butene-1 content which is ≤ 1% by volume. %, or ≤ 0.9% by volume, etc.

D.h., die Ziele der erfindungsgemäßen Verfahrensweise werden insbesondere dann erreicht, wenn für das Gasgemisch 2 wenigstens eine für den Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen gesetzte erfindungsgemäße Grenze und gleichzeitig eine für den Buten-1-Gehalt in dieser Schrift gesetzte Grenze erfüllt ist.That is, the objectives of the procedure according to the invention are achieved in particular if at least one limit according to the invention set for the total content of C 4 hydrocarbons and at the same time one limit set for the butene-1 content in this document is met for the gas mixture 2.

Mit anderen Worten sind erfindungsgemäß geeignete Gasgemische 2 z.B. solche, für die gleichzeitig erfüllt ist

  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 1 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 1 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,5 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,5 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,75 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,75 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,4 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,4 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 1 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,4 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,3 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,3 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 1 Vol-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,3 Vol.-%; usw..
In other words, gas mixtures 2 which are suitable according to the invention are, for example, those for which it is simultaneously fulfilled
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and content of butene-1 ≤ 1% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 2% by volume and content of butene-1 ≤ 1% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and butene-1 content ≤ 0.5% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 2% by volume and content of butene-1 ≤ 0.5% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and content of butene-1 ≤ 0.75% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 2% by volume and butene-1 content ≤ 0.75% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and content of butene-1 ≤ 0.4% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 2% by volume and content of butene-1 ≤ 0.4% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 1% by volume and content of butene-1 ≤ 0.4% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and content of butene-1 ≤ 0.3% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 2% by volume and content of butene-1 ≤ 0.3% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 1% by volume and butene-1 content ≤ 0.3% by volume; etc..

Besonders günstig sind für das erfindungsgemäße Verfahren Gasgemische 2, für die gleichzeitig zusätzlich wenigstens eine in dieser Schrift gesetzte Grenze für den Gesamtgehalt an Butenen im Gasgemisch 2 erfüllt ist.Are particularly favorable for the method according to the invention Gas mixtures 2, for which at the same time additionally at least one limit for the total salary set in this document of butenes in gas mixture 2 fulfilled is.

Mit anderen Worten sind erfindungsgemäß geeignete Gasgemische 2 insbesondere solche, für die gleichzeitig erfüllt ist

  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 1 Vol.-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 1 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 1 Vol.-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,75 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 1 Vol.-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,5 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 1 Vol.-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,3 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,75 Vol.-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,5 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,5 Vol.-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,5 Vol.-%; oder
  • – Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2 Vol-% und Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,5 Vol.-% und Gehalt an Buten-1 ≤ 0,5 Vol.-%; usw..
In other words, gas mixtures 2 which are suitable according to the invention are, in particular, those for which is simultaneously fulfilled
  • - Total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and total content of butenes ≤ 1% by volume and content of butene-1 ≤ 1% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and total content of butenes ≤ 1% by volume and content of butene-1 ≤ 0.75% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and total content of butenes ≤ 1% by volume and content of butene-1 ≤ 0.5% by volume; or
  • - Total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and total content of butenes ≤ 1% by volume and content of butene-1 ≤ 0.3% by volume; or
  • - total content of C 4 -hydrocarbons ≤ 3% by volume and total content of butenes ≤ 0.75% by volume and content of butene-1 ≤ 0.5% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 3% by volume and total content of butenes ≤ 0.5% by volume and content of butene-1 ≤ 0.5% by volume; or
  • - total content of C 4 hydrocarbons ≤ 2% by volume and total content of butenes ≤ 0.5% by volume and content of butene-1 ≤ 0.5% by volume; etc..

Erfindungsgemäß besonders günstig sind dabei Verfahren, bei denen nicht nur die vorgenannten Kombinationen von Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen und Gesamtgehalt an Butenen sowie gegebenenfalls Buten-1-Gehalt im Gasgemisch 2 erfüllt sind, sondern gleichzeitig ein Gasgemisch 1' verwendet wird, das noch wenigstens ≥ 0,1 Vol.-%, oder ≥ 0,2 Vol.-%, oder ≥ 0,3 Vol.-%, oder ≥ 0,4 Vol.-%, oder ≥ 0,5 Vol.-%, oder ≥ 0,6 Vol.-%, oder ≥ 0,8 Vol.-%, oder ≥ 1 Vol.-%, oder ≥ 2 Vol.-%, oder ≥ 3 Vol.-%, oder ≥ 5 Vol.-%, oder ≥ 10 Vol.-%, oder ≥ 15 Vol.-%, oder ≥ 20 Vol.-%, oder ≥ 25 Vol.-%, oder ≥ 30 Vol.-%, (meist aber ≤ 80 Vol.-%, oder ≤ 70 Vol.-%, oder ≤ 60 Vol.-%, oder ≤ 50 Vol.-%) an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthalten.Processes in which not only the aforementioned combinations of total content of C 4 hydrocarbons and total content of butenes and, if appropriate, butene-1 content in gas mixture 2 are fulfilled are particularly favorable, but at the same time a gas mixture 1 'is used which is at least still ≥ 0.1 vol%, or ≥ 0.2 vol%, or ≥ 0.3 vol%, or ≥ 0.4 vol%, or ≥ 0.5 vol%, or ≥ 0.6 vol%, or ≥ 0.8 vol%, or ≥ 1 vol%, or ≥ 2 vol%, or ≥ 3 vol%, or ≥ 5 vol% , or ≥ 10 vol .-%, or ≥ 15 vol .-%, or ≥ 20 vol .-%, or ≥ 25 vol .-%, or ≥ 30 vol .-%, (but mostly ≤ 80 vol .-% , or ≤ 70 vol .-%, or ≤ 60 vol .-%, or ≤ 50 vol .-%) of components other than propane and propylene and oxygen.

Die im Rahmen dieser Erfindung durchgeführten Studien ergaben ferner, daß es für das erfindungsgemäße Verfahren im Sinne einer Vermeidung von unerwünschter Vollverbrennung an Propylen bei der Partialoxidation und/oder -ammoxidation generell günstig ist, wenn der Propangehalt im Gasgemisch 2 ein vergleichsweise begrenzter ist. Erfindungsgemäß bevorzugt beträgt der Propangehalt im Gasgemisch 2 ≤ 60 Vol.-%, oder ≤ 50 Vol.-%. Besonders günstig sind Propangehalte im Gasgemisch 2 von 20 bis 40 Vol.-%, z.B. etwa 30 Vol.-%.The studies performed in the context of this invention also revealed that it for the inventive method in the sense of avoiding unwanted full combustion Propylene for partial oxidation and / or amoxidation in general Cheap is when the propane content in the gas mixture 2 is a comparatively limited is. Preferred according to the invention is the propane content in the gas mixture 2 ≤ 60 vol .-%, or ≤ 50 Vol .-%. Very cheap are propane contents in the gas mixture 2 from 20 to 40% by volume, e.g. approximately 30 vol%.

Läßt man einen für die Nitrilerzeugung gegebenenfalls mitzuverwendenden Ammoniakgehalt außer acht, (d.h., berücksichtigt ihn auch nicht in der Bezugsbasis für die Vol.-%), sind für das erfindungsgemäße Verfahren in der Regel geeignete Gasgemische 2 daher solche, die einerseits die erfindungsgemäßen Grenzen bezüglich ihres Gehalts an Gesamt-C4-Kohlenwasserstoff, bevorzugt zusätzlich an 1-Buten und besonders bevorzugt zusätzlich an Gesamtbuten erfüllen und andererseits die nachfolgenden Gehalte aufweisen:
7 bis 15 Vol.-% O2
5 bis 10 Vol.-% Propylen,
15 bis 40 Vol.-% Propan, häufig 25 bis 35 Vol.-%,
25 bis 60 Vol.-% Stickstoff, häufig 40 bis 60 Vol.-%,
1 bis 5 Vol.-% Summe aus CO, CO2 und H2O und
0 bis 5 Vol.-% sonstige Bestandteile.
If one disregards an ammonia content that may also be used for the production of nitrile (ie does not take it into account in the reference basis for the volume%), gas mixtures 2 which are suitable for the process according to the invention are generally those which on the one hand relate to the limits according to the invention their total C 4 hydrocarbon content, preferably additionally 1-butene and particularly preferably additionally total butene, and on the other hand have the following contents:
7 to 15 vol% O 2
5 to 10% by volume of propylene,
15 to 40 vol .-% propane, often 25 to 35 vol .-%,
25 to 60 vol .-% nitrogen, often 40 to 60 vol .-%,
1 to 5 vol .-% sum of CO, CO 2 and H 2 O and
0 to 5% by volume of other ingredients.

Die vorstehende Aussage trifft insbesondere dann zu, wenn das Gasgemisch 2 für eine heterogen katalysierte Partialoxidation des im Gasgemisch 2 enthaltenen Propylen zur Herstellung von Acrolein und/oder Acrylsäure verwendet wird.The above statement is particularly true then when the gas mixture 2 for a heterogeneously catalyzed partial oxidation of the gas mixture 2 contained propylene used for the production of acrolein and / or acrylic acid becomes.

Im übrigen kommen für alle vom erfindungsgemäßen Verfahren umfaßten heterogen katalysierten Partialoxidationen und/oder -ammoxidationen des Propylens als Gasgemische 2 vor allem solche in Betracht, die, läßt man einen gegebenenfalls enthaltenen NH3-Gehalt für die Nitrilbildung wiederum unberücksichtigt (auch in der Bezugsbasis), in folgendem Zusammensetzungsraster liegen:
H2O ≤ 60 Vol.-%, meist ≤ 20 Vol.-%, in der Regel 0 bis 5 Vol.-%;
N2 ≤ 80 Vol.-%, meist ≤ 70 Vol.-%, in der Regel 40 bis 60 Vol.-%;
O2 bis zu 20 Vol.-%, meist 2 bis 20 Vol.-%, in der Regel 5 bis 15 Vol.-%;
CO ≤ 2 Vol.-%, meist ≤ 1 Vol.-%, in der Regel 0 bis 0,5 Vol.-%;
CO2 ≤ 5 Vol.-%, meist ≤ 3 Vol.-%, in der Regel 0 bis 2 Vol.-%;
Ethan ≤ 10 Vol.-%, meist ≤ 5 Vol.-%, in der Regel 0 bis 2 Vol.-% ;
Ethylen ≤ 5 Vol.-%, meist ≤ 2 Vol.-%, in der Regel 0 bis 0,5 Vol.-%;
Methan ≤ 5 Vol.-%, meist ≤ 2 Vol.-%, in der Regel 0 bis 0,2 Vol.-%;
Propan > 0, ≤ 50 Vol.-%, meist 10 bis 50 Vol.-%, in der Regel 20 bis 40 Vol.-%;
Cyclopropan ≤ 0,1 Vol.-%, meist ≤ 0,05 Vol.-%, in der Regel 0 bis 150 Vol.ppm;
Propan ≤ 0,1 Vol.-%, meist ≤ 0,05 Vol.-%, in der Regel 0 bis 150 Vol.ppm;
Propadien ≤ 0,1 Vol.-%, meist ≤ 0,05 Vol.-%, in der Regel 0 bis 150 Vol.ppm;
Propylen > 0, ≤ 30 Vol.-%, meist ≥ 2, ≤ 20 Vol.-%, in der Regel 5 bis 10 Vol.%;
H2 ≤ 30 Vol.-%, meist ≤ 20 Vol.-%, in der Regel 0 bis 10 Vol.-%;
iso-Butan ≤ 3 Vol.-%, bevorzugt ≤ 2 Vol.-%, häufig 0,1 bis 1 Vol.-%;
n-Butan ≤ 3 Vol.-%, bevorzugt ≤ 2 Vol.-%, häufig 0,1 bis 1 Vol.-%;
trans-Buten-2 ≤ 1 Vol.-%, bevorzugt ≤ 0,5 Vol.-%, häufig ≥ 0,003 Vol.-%, ≤ 0,1 Vol.-%;
cis-Buten-2 ≤ 1 Vol.-%, bevorzugt ≤ 0,5 Vol.-%, häufig ≥ 0,003 Vol.-%, ≤ 0,1 Vol.-%;
Buten-1 ≤ 1 Vol.-%, bevorzugt ≤ 0,5 Vol.-%, häufig ≥ 0,003 Vol.-%, ≤ 0,1 Vol.-%;
iso-Buten ≤ 1 Vol.-%, bevorzugt ≤ 0,5 Vol.-%, häufig > 0,003 Vol.-%, ≤ 0,1 Vol.-%;
Butadien 1,3 ≤ 1 Vol.-%, bevorzugt ≤ 0,5 Vol.-%, häufig ≥ 0,003 Vol.-%, ≤ 0,1 Vol.-%;
Butadien 1,2 ≤ 1 Vol.-%, bevorzugt ≤ 0,5 Vol.-%, häufig > 0 bis 0,1 Vol.-%;
1-Butin ≤ 0,5 Vol.-%, bevorzugt ≤ 0,3 Vol.-%, häufig 0 bis 0,1 Vol.-%; und
2-Butin ≤ 0,5 Vol.-%, bevorzugt ≤ 0,3 Vol.-%, häufig 0 bis 0,1 Vol.-%.
Moreover, for all heterogeneously catalyzed partial oxidations and / or amoxidations of propylene encompassed by the process according to the invention, gas mixtures 2 are particularly suitable which, if an NH 3 content which may be present are again not taken into account for nitrile formation (also in the reference basis) , are in the following composition grid:
H 2 O ≤ 60 vol .-%, mostly ≤ 20 vol .-%, usually 0 to 5 vol .-%;
N 2 ≤ 80 vol .-%, mostly ≤ 70 vol .-%, usually 40 to 60 vol .-%;
O 2 up to 20 vol .-%, usually 2 to 20 vol .-%, usually 5 to 15 vol .-%;
CO ≤ 2 vol .-%, mostly ≤ 1 vol .-%, usually 0 to 0.5 vol .-%;
CO 2 ≤ 5 vol .-%, mostly ≤ 3 vol .-%, usually 0 to 2 vol .-%;
Ethane ≤ 10 vol .-%, mostly ≤ 5 vol .-%, usually 0 to 2 vol .-%;
Ethylene ≤ 5 vol .-%, mostly ≤ 2 vol .-%, usually 0 to 0.5 vol .-%;
Methane ≤ 5 vol .-%, mostly ≤ 2 vol .-%, usually 0 to 0.2 vol .-%;
Propane> 0, ≤ 50 vol .-%, mostly 10 to 50 vol .-%, usually 20 to 40 vol .-%;
Cyclopropane ≤ 0.1 vol .-%, mostly ≤ 0.05 vol .-%, usually 0 to 150 vol.ppm;
Propane ≤ 0.1 vol .-%, mostly ≤ 0.05 vol .-%, usually 0 to 150 vol.ppm;
Propadiene ≤ 0.1 vol .-%, mostly ≤ 0.05 vol .-%, usually 0 to 150 vol.ppm;
Propylene> 0, ≤ 30% by volume, mostly ≥ 2, ≤ 20% by volume, usually 5 to 10% by volume;
H 2 ≤ 30 vol .-%, mostly ≤ 20 vol .-%, usually 0 to 10 vol .-%;
isobutane ≤ 3% by volume, preferably ≤ 2% by volume, frequently 0.1 to 1% by volume;
n-butane ≤ 3% by volume, preferably ≤ 2% by volume, frequently 0.1 to 1% by volume;
trans-butene-2 ≤ 1% by volume, preferably ≤ 0.5% by volume, frequently ≥ 0.003% by volume, ≤ 0.1% by volume;
cis-butene-2 ≤ 1% by volume, preferably ≤ 0.5% by volume, frequently ≥ 0.003% by volume, ≤ 0.1% by volume;
Butene-1 ≤ 1% by volume, preferably ≤ 0.5% by volume, often ≥ 0.003% by volume, ≤ 0.1% by volume;
isobutene ≤ 1% by volume, preferably ≤ 0.5% by volume, frequently> 0.003% by volume, ≤ 0.1% by volume;
Butadiene 1.3 ≤ 1% by volume, preferably ≤ 0.5% by volume, frequently ≥ 0.003% by volume, ≤ 0.1% by volume;
Butadiene 1.2 ≤ 1% by volume, preferably ≤ 0.5% by volume, often> 0 to 0.1% by volume;
1-butyne ≤ 0.5% by volume, preferably ≤ 0.3% by volume, often 0 to 0.1% by volume; and
2-butyne ≤ 0.5% by volume, preferably ≤ 0.3% by volume, often 0 to 0.1% by volume.

Erfindungsgemäß geeignete Gasgemische 2 sind auch solche, die nicht nur die vorgenannten Spezifikationen, sondern gleichzeitig auch noch die folgenden Spezifikationen erfüllen:
sonstige ungesättigte C4-Kohlenwasserstoffe insgesamt ≤ 0,5 Vol.-%, bevorzugt ≤ 0,3 Vol.-%, häufig 0 bis 0,1 Vol.-%;
C5-Kohlenwasserstoffe insgesamt ≤ 0,1 Vol.-%, meist ≤ 0,05 Vol.-%, in der Regel 0 bis 300 Vol. ppm;
C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe insgesamt ≤ 200 Vol.ppm, meist ≤ 150 Vol.ppm, in der Regel 0 bis 30 Vol.ppm;
Aceton ≤ 100 Vol.ppm;
C1- bis C4-Alkohole ≤ 100 Vol.ppm;
C2- bis C4-Aldehyde ≤ 100 Vol.ppm;
Acetylen ≤ 10 Vol.ppm;
Carbonylgruppen enthaltende Verbindungen insgesamt (berechnet als Ni(CO)4) ≤ 100 Vol.ppm;
ionogenes Chlor ≤ 1 mg/kg, in der Regel 0 bis 0,2 mg/kg;
Cl enthaltende Verbindungen insgesamt und ausgedruckt als Cl ≤ 1 mg/kg, in der Regel 0 bis 0,2 mg/kg;
F enthaltende Verbindungen insgesamt und ausgedrückt als F ≤ 1 mg/kg, in der Regel 0 bis 0,2 mg/kg; und
S enthaltende Verbindungen insgesamt und ausgedrückt als S ≤ 10 mg/kg, häufig 0 bis 1 mg/kg, in der Regel 0 bis 0,1 mg/kg;
mit der Maßgabe, daß in allen vorgenannten Fällen der Gesamtgehalt aller C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol.-% (besonders bevorzugt ≤ 2 Vol.-% und ganz besonders bevorzugt ≤ 1 Vol.-%) und besonders bevorzugt gleichzeitig der Gesamtgehalt an Butenen ≤ 1 Vol.-% (bevorzugt ≤ 0,75 Vol.-% und besonders bevorzugt ≤ 0,5 Vol.-%) beträgt.
Gas mixtures 2 which are suitable according to the invention are also those which not only meet the aforementioned specifications, but also the following specifications:
other unsaturated C 4 hydrocarbons in total ≤ 0.5% by volume, preferably ≤ 0.3% by volume, often 0 to 0.1% by volume;
C 5 hydrocarbons in total ≤ 0.1 vol .-%, mostly ≤ 0.05 vol .-%, usually 0 to 300 vol. Ppm;
C 6 to C 8 hydrocarbons in total ≤ 200 vol.ppm, mostly ≤ 150 vol.ppm, usually 0 to 30 vol.ppm;
Acetone ≤ 100 vol.ppm;
C 1 to C 4 alcohols ≤ 100 vol.ppm;
C 2 to C 4 aldehydes ≤ 100 vol.ppm;
Acetylene ≤ 10 vol.ppm;
Total compounds containing carbonyl groups (calculated as Ni (CO) 4 ) ≤ 100 vol.ppm;
ionic chlorine ≤ 1 mg / kg, usually 0 to 0.2 mg / kg;
Total compounds containing Cl and expressed as Cl ≤ 1 mg / kg, usually 0 to 0.2 mg / kg;
Compounds containing F in total and expressed as F ≤ 1 mg / kg, usually 0 to 0.2 mg / kg; and
Compounds containing S in total and expressed as S ≤ 10 mg / kg, often 0 to 1 mg / kg, usually 0 to 0.1 mg / kg;
with the proviso that in all of the aforementioned cases the total content of all C 4 hydrocarbons is ≤ 3% by volume (particularly preferably ≤ 2% by volume and very particularly preferably ≤ 1% by volume) and particularly preferably at the same time the total content of butenes ≤ 1% by volume (preferably ≤ 0.75% by volume and particularly preferably ≤ 0.5% by volume).

Nicht spezifizierte Verbindungen (Bestandteile) sind in den erfindungsgemäßen Gasgemischen 2 bevorzugt nicht enthalten, d.h., nicht nachweisbar.Unspecified connections (Components) are preferred in the gas mixtures 2 according to the invention not included, i.e. undetectable.

Derartige Gasgemische 2 sind im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere bei Anwendung der erwähnten Trennverfahren zur Überführung von Gasgemischen 1 in erfindungsgerechte Gasgemische 1', in aller Regel auch dann erhältlich, wenn man im ersten Schritt Roh-Propane verwendet, die C4-Kohlenwasserstoffe, z.B. bis zu 6 Vol.-% (z.B. 0,1 Vol.-% oder 0,5 Vol.-% bis 6 Vol.-%) enthalten, insbesondere wenn sie die folgende Spezifikation erfüllen:
Gehalt an Propan ≥ 90 Vol.-%, meist ≥ 93 Vol.-%, in der Regel ≥ 95 Vol.-%;
Gehalt an Propan und Propylen ≤ 99,75 Vol.-%, oder ≤ 99,5 Vol.-%, meist ≤ 99 Vol.-% oder ≤ 98 Vol.-%, in der Regel ≤ 97 Vol.-%;
Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 6 Vol.-%, meist ≤ 5 Vol.-%, in der Regel ≤ 4 Vol.-%; häufig aber ≥ 0,5 Vol.-%, oder ≥ 1 Vol.-%, manchmal ≥ 2 Vol.-%, oder teilweise ≥ 3 Vol.-%;
Gehalt an Buten-1 ≤ 0,5 Vol.-%, meist ≤ 0,3 Vol.-%, in der Regel ≤ 0,1 Vol.-%; häufig aber ≥ 5 Vol.ppm, manchmal ≥ 10 Vol.ppm, oder teilweise ≥ 20 Vol.ppm;
Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,5 Vol.-%, meist ≤ 0,3 Vol.-%, in der Regel ≤ 0,1 Vol.-%; häufig aber ≥ 10 Vol.ppm, manchmal ≥ 20 Vol.ppm, oder teilweise ≥ 30 Vol.ppm;
Gehalt an Ethan ≤ 10 Vol.-%, meist ≤ 5 Vol.-%, in der Regel 0 bis 2 Vol.%;
Gehalt an Ethylen ≤ 5 Vol.-%, meist ≤ 2 Vol.-%, in der Regel 0 bis 0,5 Vol.%;
Gehalt an Methan ≤ 5 Vol.-%, meist ≤ 2 Vol.-%, in der Regel 0 bis 0,2 Vol.%;
Gehalt an Cyclopropan ≤ 0,1 Vol.-%;
Gehalt an Propylen ≤ 10 Vol.-%, meist ≤ 5 Vol.-%, in der Regel ≤ 2 Vol.-%;
Gesamtgehalt an von Propan und Propylen verschiedenen C3-Kohlenwasserstoffen ≤ 0,3 Vol.-%;
Gesamtgehalt an C5-Kohlenwasserstoffen ≤ 0,3 Vol.-%; und
Gesamtgehalt an C6- bis C8-Kohlenwasserstoffen ≤ 600 Vol.ppm.
Such gas mixtures 2 are generally also obtainable in the context of the process according to the invention, in particular when using the separation processes mentioned for converting gas mixtures 1 into gas mixtures 1 'according to the invention, if crude propanes are used in the first step, the C 4 hydrocarbons, eg up to 6% by volume (e.g. 0.1% by volume or 0.5% by volume to 6% by volume), especially if they meet the following specification:
Propane content ≥ 90% by volume, mostly ≥ 93% by volume, usually ≥ 95% by volume;
Content of propane and propylene ≤ 99.75 vol .-%, or ≤ 99.5 vol .-%, mostly ≤ 99 vol .-% or ≤ 98 vol .-%, usually ≤ 97 vol .-%;
Total content of C 4 hydrocarbons ≤ 6% by volume, mostly ≤ 5% by volume, generally ≤ 4% by volume; but often ≥ 0.5% by volume, or ≥ 1% by volume, sometimes ≥ 2% by volume, or sometimes ≥ 3% by volume;
Butene-1 content ≤ 0.5% by volume, mostly ≤ 0.3% by volume, usually ≤ 0.1% by volume; often but ≥ 5 vol.ppm, sometimes ≥ 10 vol.ppm, or sometimes ≥ 20 vol.ppm;
Total butenes content ≤ 0.5% by volume, usually ≤ 0.3% by volume, usually ≤ 0.1% by volume; often however ≥ 10 vol.ppm, sometimes ≥ 20 vol.ppm, or partly ≥ 30 vol.ppm;
Ethane content ≤ 10% by volume, usually ≤ 5% by volume, usually 0 to 2% by volume;
Ethylene content ≤ 5% by volume, mostly ≤ 2% by volume, usually 0 to 0.5% by volume;
Methane content ≤ 5% by volume, mostly ≤ 2% by volume, usually 0 to 0.2% by volume;
Cyclopropane content ≤ 0.1% by volume;
Content of propylene ≤ 10% by volume, mostly ≤ 5% by volume, usually ≤ 2% by volume;
Total content of C 3 hydrocarbons other than propane and propylene ≤ 0.3% by volume;
Total content of C 5 hydrocarbons ≤ 0.3% by volume; and
Total content of C 6 to C 8 hydrocarbons ≤ 600 vol.ppm.

Erfindungsgemäß geeignete Roh-Propane sind auch solche, die nicht nur die vorgenannten Spezifikationen, sondern gleichzeitig auch noch die folgenden Spezifikationen erfüllen:
Gesamtgehalt an Sauerstoff enthaltenden organischen Verbindungen ≤ 300 Vol.ppm;
Gehalt an Acetylen ≤ 30 Vol.ppm;
Gehalt an inogenem Chlor ≤ 1 mg/kg;
Gesamtgehalt an Cl enthaltenden Verbindungen und ausgedrückt als Cl ≤ 1 mg/kg;
Gesamtgehalt an F enthaltenden Verbindungen und ausgedrückt als F ≤ 1 mg/kg;
Gesamtgehalt an S enthaltenden Verbindungen und ausgedrückt als S ≤ 10 mg/kg (bei katalytischen Dehydrierungen kann es zweckmäßig sein, wenn das Reaktionsgasgemisch, bezogen auf darin enthaltenes Propan, 1 bis 1000 Vol.-ppm, bevorzugt 1 bis 100 Vol.-ppm, an Schwefel enthaltenden Verbindungen (z.B. H2S und/oder Dimethylsulfid) enthält, da diese einerseits Stahlbestandteile (des Reaktors) wie Ni, Cr und Fe zu passivieren (was ein unerwünschtes Cracken des Propans mindert) und andererseits die verwendeten Katalysatoren zu aktivieren vermögen (vgl. „Catalytic dehydrogenation of lower alkanes, Resasco, Daniel E.; Haller, Gary L., University Oklahoma, USA, Catalysis (1994), 11, 379-411");
mit der Maßgabe, dass der Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen bevorzugt ≤ 3 Vol.-%, oder ≤ 2,5 Vol.-%, oder ≤ 2 Vol.-% und besonders bevorzugt gleichzeitig der Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,1 Vol.-% beträgt.
Raw propanes which are suitable according to the invention are also those which not only meet the abovementioned specifications, but also the following specifications:
Total content of oxygen-containing organic compounds ≤ 300 vol.ppm;
Acetylene content ≤ 30 vol.ppm;
Inogenous chlorine content ≤ 1 mg / kg;
Total content of Cl containing compounds and expressed as Cl ≤ 1 mg / kg;
Total content of compounds containing F and expressed as F ≤ 1 mg / kg;
Total content of S-containing compounds and expressed as S ≤ 10 mg / kg (in the case of catalytic dehydrogenations, it may be expedient if the reaction gas mixture, based on the propane contained therein, 1 to 1000 ppm by volume, preferably 1 to 100 ppm by volume, contains sulfur-containing compounds (e.g. H 2 S and / or dimethyl sulfide), since on the one hand they passivate steel components (of the reactor) such as Ni, Cr and Fe (which reduces unwanted cracking of the propane) and on the other hand they can activate the catalysts used ( see "Catalytic dehydrogenation of lower alkanes, Resasco, Daniel E .; Haller, Gary L., University of Oklahoma, USA, Catalysis (1994), 11, 379-411");
with the proviso that the total content of C 4 hydrocarbons is preferably ≤ 3% by volume, or ≤ 2.5% by volume, or ≤ 2% by volume and particularly preferably at the same time the total content of butenes is ≤ 0.1% by volume .-%.

Die unter der Maßgabe definierten Spezifikationen des Roh-Propan eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren in der Regel dann, wenn das Gasgemisch 1 als solches als Bestandteil eines Gasgemisches 2 einer heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation und/oder einer partiellen Gasphasen-Ammoxidation das im Gasgemisch 1 enthaltenen Propylen unterworfen wird. Dabei wirkt es sich vorteilhaft aus, dass im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein limitierter Oxidehydrier- und/oder Dehydrierumsatz insgesamt erfindungsgemäß günstig ist. In der Regel liegt dieser Umsatz, bei jedem einzelnen enthaltenen gesättigten Kohlenwasserstoff, bei Werten ≥ 5 mol.-%, aber ≤ 30 mol.-%, häufig ≤ 25 mol.-% und vielfach ≤ 20 mol.-%.The specifications defined under the stipulation of raw propane are suitable for the inventive method usually when the gas mixture 1 as such as a component of a gas mixture 2 of a heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation and / or a partial gas phase ammoxidation in the gas mixture 1 contained propylene is subjected. It has an advantageous effect from that in the first step of the method according to the invention a limited one Oxidehydrogenation and / or dehydrogenation conversion overall is favorable according to the invention. As a rule, this turnover lies with every single one included saturated Hydrocarbon, at values ≥ 5 mol%, but ≤ 30 mol%, often ≤ 25 mol% and often ≤ 20 mol%.

Normalerweise enthalten die vorstehend spezifizierten, für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten, Roh-Propane wenigstens 0,25 Vol.-%, oder wenigstens 0,5 Vol.-%, oder wenigstens 1 Vol.-%, häufig wenigstens 1,5 Vol.-% oder wenigstens 2 Vol.-% und vielfach wenigstens 2,5 Vol.-% oder wenigstens 3 Vol.-% an von Propan und Propylen verschiedenen Bestandteilen (jedoch < 10 Vol.-%, meist ≤ 7 Vol.-% und in der Regel ≤ 5 Vol.-% dieser Bestandteile). Diese Fremdgehalte gelten meist auch für andere für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Roh-Propane, z.B. solche, die frei von C4-Kohlenwasserstoffen sind. Diese können aber auch bis zu 6 Vol.-% an C4-Kohlenwasserstoffen enthalten (z.B. 0,1 oder 0,5 Vol.-% bis 6 Vol.-%). Außerdem und gleichzeitig können sie bis zu 0,5 Vol.-% an Butenen (z.B. 5 Vol.ppm bis 0,5 Vol.-%) enthalten. Ferner können sie außerdem gleichzeitig bis zu 0,5 Vol.-% an Buten-1 (z.B. 5 Vol.ppm bis 0,5 Vol.-%) enthalten.The crude propanes specified above and suitable for the process according to the invention normally contain at least 0.25% by volume, or at least 0.5% by volume, or at least 1% by volume, often at least 1.5% by volume. % or at least 2% by volume and often at least 2.5% by volume or at least 3% by volume of constituents other than propane and propylene (but <10% by volume, usually ≤ 7% by volume and in usually ≤ 5 vol .-% of these components). These foreign contents usually also apply to other crude propanes suitable for the process according to the invention, for example those which are free from C 4 hydrocarbons. However, these can also contain up to 6% by volume of C 4 hydrocarbons (for example 0.1 or 0.5% by volume to 6% by volume). In addition and at the same time, they can contain up to 0.5 vol.% Of butenes (for example 5 vol.ppm to 0.5 vol.%). Furthermore, they can also simultaneously contain up to 0.5% by volume of butene-1 (for example 5% by volume to 0.5% by volume).

Erfindungsgemäß besonders geeignete Roh-Propane sind auch solche, die nicht nur die vorgenannten Spezifikationen, sondern gleichzeitig auch noch die folgenden Spezifikationen erfüllen:
Ag ≤ 1 μg/kg;
Al ≤ 10 μg/kg;
As ≤ 1 μg/kg;
Au ≤ 1 μg/kg;
Ba ≤ 1 μg/kg;
Be ≤ 1 μg/kg;
Bi ≤ 1 μg/kg;
Ca ≤ 2 μg/kg;
Cd ≤ 1 μg/kg;
Co ≤ 1 μg/kg;
Cr ≤ 1 μg/kg;
Cu ≤ 1 μg/kg;
Fe ≤ 10 μg/kg;
Ga ≤ 1 μg/kg;
Ge ≤ 1 μg/kg;
Hg ≤ 1 μg/kg;
In ≤ 1 μg/kg;
Ir ≤ 1 μg/kg;
K ≤ 1 μg/kg;
Li ≤ 1 μg/kg;
Mg ≤ 1 μg/kg;
Mn ≤ 1 μg/kg;
Mo ≤ 1 μg/kg;
Na ≤ 1 μg/kg;
Nb ≤ 1 μg/kg;
Ni ≤ 1 μg/kg;
Pb ≤ 1 μg/kg;
Pd ≤ 1 μg/kg;
Pt ≤ 1 μg/kg;
Rh ≤ 1 μg/kg;
Sb ≤ 1 μg/kg;
Sn ≤ 1 μg/kg;
Sr ≤ 1 μg/kg;
Ta ≤ 1 μg/kg;
Ti ≤ 1 μg/kg;
Tl ≤ 1 μg/kg;
V ≤ 1 μg/kg;
Zn ≤ 1 μg/kg; und
Zr ≤ 1 μg/kg.
Crude propanes which are particularly suitable according to the invention are also those which not only meet the abovementioned specifications but also the following specifications:
Ag ≤ 1 µg / kg;
Al ≤ 10 μg / kg;
As ≤ 1 μg / kg;
Au ≤ 1 μg / kg;
Ba ≤ 1 μg / kg;
Be ≤ 1 μg / kg;
Bi ≤ 1 μg / kg;
Ca ≤ 2 µg / kg;
Cd ≤ 1 µg / kg;
Co ≤ 1 µg / kg;
Cr ≤ 1 µg / kg;
Cu ≤ 1 μg / kg;
Fe ≤ 10 μg / kg;
Ga ≤ 1 µg / kg;
Ge ≤ 1 μg / kg;
Hg ≤ 1 µg / kg;
In ≤ 1 μg / kg;
Ir ≤ 1 μg / kg;
K ≤ 1 μg / kg;
Li ≤ 1 µg / kg;
Mg ≤ 1 µg / kg;
Mn ≤ 1 µg / kg;
Mo ≤ 1 μg / kg;
Na ≤ 1 µg / kg;
Nb ≤ 1 μg / kg;
Ni ≤ 1 µg / kg;
Pb ≤ 1 μg / kg;
Pd ≤ 1 µg / kg;
Pt ≤ 1 µg / kg;
Rh ≤ 1 µg / kg;
Sb ≤ 1 μg / kg;
Sn ≤ 1 µg / kg;
Sr ≤ 1 µg / kg;
Ta ≤ 1 μg / kg;
Ti ≤ 1 µg / kg;
Tl ≤ 1 μg / kg;
V ≤ 1 μg / kg;
Zn ≤ 1 µg / kg; and
Zr ≤ 1 μg / kg.

Erfindungsgemäß ganz besonders geeignete Roh-Propane sind solche, die nicht nur gleichzeitig die vorgenannten Spezifikationen, sondern gleichzeitig auch noch die folgenden Spezifikationen erfüllen.
Massendichte bei 20°C = 500 ± 2,0 kg/m3;
Dampfdruck bei 20°C = 7,6 ± 0,2 bar;
Wasser ≤ 10 mg/kg;
Verdampfungsrückstand ≤ 2 mg/kg.
Crude propanes which are particularly suitable according to the invention are those which not only simultaneously meet the abovementioned specifications, but also the following specifications at the same time.
Mass density at 20 ° C = 500 ± 2.0 kg / m 3 ;
Vapor pressure at 20 ° C = 7.6 ± 0.2 bar;
Water ≤ 10 mg / kg;
Evaporation residue ≤ 2 mg / kg.

Die angegebenen Spezifikationen beziehen sich auf Bestimmungen mittels Gaschromatographie und mittels Atomabsorptionsspektroskopie. Der Verdampfungsrückstand bezieht sich auf gravi metrische Bestimmung. Er besteht in der Regel aus hochsiedenden Kohlenwasserstoffen (z.B. green oil).Obtain the specified specifications refer to determinations using gas chromatography and atomic absorption spectroscopy. The evaporation residue refers to gravi metric determination. It usually exists from high-boiling hydrocarbons (e.g. green oil).

Nicht spezifizierte Bestandteile sind in den erfindungsgemäß bevorzugt geeigneten Roh-Propanen bevorzugt nicht enthalten, d.h., nicht nachweisbar.Components not specified are preferred in the invention suitable raw propanes preferably not included, i.e. undetectable.

Von besonderer Bedeutung ist die erfindungsgemäße Verfahrensweise dann, wenn sie in Kreisfahrweise angewandt wird.The is of particular importance Procedure according to the invention when it is applied in a circular mode.

In diesem Fall wird aus dem Produktgasgemisch der Gasphasen-Partialoxidation und/oder -ammoxidation nach einem der bekannten Trennverfahren das gewünschte Zielprodukt abgetrennt, und wenigstens in diesem Produktgasgemisch enthaltenes nicht umgesetztes Propan, in der Regel gemeinsam mit darin enthaltenem nicht umgesetztem Propylen, in den Oxidehydrier- und/oder Dehydrierschritt und/oder in die Gasphasen-Partialoxidation und/oder -ammoxidation rückgeführt. Üblicherweise erfolgt diese Rückführung (Kreisführung) des Propans und Propylens als Bestandteil des nach der Zielproduktabtrennung verbleibenden Restgases, ohne dass selbiges zwischenbehandelt wird, oder, wenn es zwischenbehandelt wird (z.B. Abtrennung von darin enthaltenem CO, CO2, H2 und/oder O2 vor Rückführung), wird diese Zwischenbehandlung nur mit begrenztem Aufwand betrieben. D.h., selbst wenn das eingesetzte Roh-Propan nur geringe Anteile an C4-Kohlenwasserstoffen wie z.B. n-Butan, iso-Butan, Buten-1 oder sonstigen Butenen enthält (z.B. Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen > 0,01 Vol.-%, evtl. bis 6 Vol.-%), können sich diese im Rahmen einer Kreisgasfahrweise im Gasgemisch 2 aufpegeln und die erfindungsgemäßen Grenzwerte überschreiten, wenn nicht besondere Maßnahmen ergriffen werden. Diese Maßnahmen können z.B. darin bestehen, dass aus dem nach der Zielproduktabtrennung verbleibenden Restgas die C4-Kohlenwasserstoffe rektifikativ und/oder durch Absorption/Desorption und/oder Strippung und/oder durch Adsorption/Desorption und/oder durch Kondensation und/oder durch Membranverfahren spezifisch abgetrennt werden und erst das danach verbleibende, Propan und Propylen enthaltende Restgas im Kreis gefahren wird.In this case, the desired target product is separated from the product gas mixture of the gas phase partial oxidation and / or amoxidation by one of the known separation processes, and at least unreacted propane contained in this product gas mixture, as a rule together with unreacted propylene contained therein, is oxidized - And / or dehydrogenation step and / or recycled into the gas phase partial oxidation and / or amoxidation. This recycling (recirculation) of the propane and propylene usually takes place as part of the residual gas remaining after the target product has been separated off without the same being subjected to intermediate treatment, or if it is subjected to intermediate treatment (e.g. removal of CO, CO 2 , H 2 and / or O 2 contained therein before repatriation), this intermediate treatment is only carried out with limited effort. That is, even if the raw propane used contains only small amounts of C 4 hydrocarbons such as n-butane, isobutane, butene-1 or other butenes (e.g. total content of C 4 hydrocarbons> 0.01 vol.% , possibly up to 6 vol.%), these can level up in the gas mixture 2 in the context of a cycle gas procedure and exceed the limit values according to the invention, unless special measures are taken. These measures can consist, for example, of the residual gas remaining after the target product being separated, the C 4 hydrocarbons being rectificative and / or by absorption / desorption and / or stripping and / or by adsorption / desorption and / or by condensation and / or by membrane processes are separated and only then the remaining gas containing propane and propylene is circulated.

Die EP-A 938463 erachtete einen solchen Trennschritt als nicht erforderlich, obwohl sie empfiehlt, das Gasgemisch 1 als solches für die Partialoxidation einzusetzen, und für den ersten Schritt Roh-Propane von im wesentlichen beliebiger Reinheit einzusetzen.The EP-A 938463 such a separation step was not considered necessary, although it recommends using the gas mixture 1 as such for the partial oxidation and using crude propanes of essentially any purity for the first step.

Alternativ zu einer Kreisgasfahrweise können die erwähnten Restgase zur Vermeidung von unerwünschten Aufpegelungen von C4-Kohlenwasserstoffen auch anderen Verwendungszwecken zugeführt werden. Beispielsweise können sie samt des darin enthaltenen Propans und Propylens für Zwecke der Stromerzeugung verbrannt und/oder zur Herstellung von Synthesegas u.ä. verwendet werden.As an alternative to a recycle gas procedure, the residual gases mentioned can also be used for other purposes in order to avoid undesirable levels of C 4 hydrocarbons. For example, they can be burned together with the propane and propylene contained therein for the purposes of electricity generation and / or for the production of synthesis gas and the like. be used.

Im übrigen kann das erfindungsgemäße Verfahren wie die verschiedenen im Stand der Technik beschriebenen Grundvarianten durchgeführt werden.Otherwise, the method according to the invention like the various basic variants described in the prior art carried out become.

D.h., in der einfachsten Variante werden alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer einzigen Reaktionszone und an einer in selbiger befindlichen Katalysatorbeschickung durchgeführt, wie es z.B. in den Schriften EP-A 608838 , EP-A 529853 , DE-A 19835247 , EP-A 895809 , JP-A 7-232071 , JP-A 11-169716 , EP-A 1192987 , JP-A 10-57813 , JP-A 2000-37623 , JP-A 10-36311 , WO 00/29105, EP-A 767164 , DE-A 10029338 , JP-A 8-57319 , JP-A 10-28862 , JP-A 11-43314 , JP-A 11-574719 , WO 00/29106, JP-A 10-330343 , JP-A 11-285637 , JP-A 310539 , JP-A 11-42434 , JP-A 11-343261 , JP-A 3423262 , WO 99/03825, JP-A 7-53448 , JP-A 2000-51693 , JP-A 11-263745 , DE-A 10046672 , DE-A 10118814 , DE-A 10119933 , JP-A 2000/143244 , EP-A 318295 , EP-A 603836 , DE-A 19832033 , DE-A 19836359 , EP-A 962253 , DE-A 10119933 , DE-A 10051419 , DE-A 10046672 , DE-A 10033121 , DE-A 101 459 58 , DE-A 10122027 , EP-A 1193240 und der in diesen Schriften zitierten Literatur gelehrt wird.That is, in the simplest variant, all steps of the process according to the invention are carried out in a single reaction zone and on a catalyst feed located in the same, as described, for example, in the documents EP-A 608838 . EP-A 529853 . DE-A 19835247 . EP-A 895809 . JP-A 7-232071 . JP-A 11-169716 . EP-A 1192987 . JP-A 10-57813 . JP-A 2000-37623 . JP-A 10-36311 , WO 00/29105, EP-A 767164 . DE-A 10029338 . JP-A 8-57319 . JP-A 10-28862 . JP-A 11-43314 . JP-A 11-574719 , WO 00/29106, JP-A 10-330343 . JP-A 11-285637 . JP-A 310539 . JP-A 11-42434 . JP-A 11-343261 . JP-A 3423262 , WO 99/03825, JP-A 7-53448 . JP-A 2000-51693 . JP-A 11-263745 . DE-A 10046672 . DE-A 10118814 . DE-A 10119933 . JP-A 2000/143244 . EP-A 318295 . EP-A 603836 . DE-A 19832033 . DE-A 19836359 . EP-A 962253 . DE-A 10119933 . DE-A 10051419 . DE-A 10046672 . DE-A 10033121 . DE-A 101 459 58 . DE-A 10122027 . EP-A 1193240 and the literature cited in these writings is taught.

Bei der zu verwendenden Aktivmasse der Katalysatorbeschickung handelt es sich im wesentlichen um Multimetalloxidmassen, die die Elemente Mo, V, wenigstens eines der beiden Elemente Te und Sb, und wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe umfassend Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, La, Bi, B, Ce, Sn, Zn, Si, Na, Li, K, Mg, Ag, Au und In in Kombination enthalten.The active composition of the catalyst feed to be used is essentially multimetal oxide compositions which contain the elements Mo, V, at least one of the two elements Te and Sb, and at least one of the elements from the group comprising Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, La, Bi, B, Ce, Sn, Zn, Si, Na, Li, K, Mg, Ag, Au and In included in combination.

Bevorzugt enthält die Kombination dabei aus der letzten Elementgruppe die Elemente Nb, Ta, W und/oder Ti und besonders bevorzugt das Element Nb.The combination preferably contains the last element group the elements Nb, Ta, W and / or Ti and the element Nb is particularly preferred.

Bevorzugt enthalten die relevanten Multimetalloxidaktivmassen die vorgenannte Elementkombination in der Stöchiometrie I Mo1VbM1 cM2 d (I),mit
M1 = Te und/oder Sb,
M2 = wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe umfassen Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, La, Bi, Ce, Sn, Zn, Si, Na, Li, K, Mg, Ag, Au und In,
b = 0,01 bis 1,
c = > 0 bis 1, und
d = > 0 bis 1.
The relevant multimetal oxide active compositions preferably contain the aforementioned combination of elements in stoichiometry I. Mo 1 V b M 1 c M 2 d (I), With
M 1 = Te and / or Sb,
M 2 = at least one of the elements from the group include Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, La, Bi, Ce, Sn , Zn, Si, Na, Li, K, Mg, Ag, Au and In,
b = 0.01 to 1,
c => 0 to 1, and
d => 0 to 1.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist M1 = Te und M2 = Nb, Ta, W und/oder Ti. Vorzugsweise ist M2 = Nb.According to the invention, M 1 = Te and M 2 = Nb, Ta, W and / or Ti are preferred. M 2 = Nb is preferred.

Der stöchiometrische Koeffizient b beträgt mit Vorteil 0,1 bis 0.6. In entsprechender Weise beläuft sich der Vorzugsbereich für den stöchiometrischen Koeffizienten c auf 0,01 bis 1 bzw. auf 0,05 bis 0,4 und günstige Werte für d betragen 0,01 bis 1 bzw. 0,1 bis 0,6.The stoichiometric coefficient b is with advantage 0.1 to 0.6. The corresponding amount is Preferred area for the stoichiometric Coefficients c from 0.01 to 1 or from 0.05 to 0.4 and favorable values for d 0.01 to 1 or 0.1 to 0.6.

Erfindungsgemäß besonders günstig ist es, wenn die stöchiometrischen Koeffizienten b, c und d simultan in den vorgenannten Vorzugsbereichen liegen.According to the invention is particularly cheap it when the stoichiometric Coefficients b, c and d simultaneously in the aforementioned preferred ranges lie.

Das Vorgenannte gilt insbesondere dann, wenn die Aktivmasse der Katalysatorbeschickung hinsichtlich ihrer von Sauerstoff verschiedenen Elemente aus einer vorgenannten Elementkombination besteht.The above applies in particular then when the active mass of the catalyst feed with respect their elements other than oxygen from a foregoing Element combination exists.

Dies sind dann insbesondere die Multimetalloxidaktivmassen der allgemeinen Stöchiometrie II Mo1VbMl cM2 dOn (II),wobei die Variablen die bezüglich der Stöchiometrie I angeführte Bedeutung aufweisen und n = eine Zahl ist, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in (II) bestimmt wird.These are then in particular the multimetal oxide active materials of general stoichiometry II Mo 1 V b M l c M 2 d O n (II), where the variables have the meaning given with respect to stoichiometry I and n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in (II).

Ferner werden bei der Einzonenfahrweise für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt solche Multimetalloxidaktivmassen eingesetzt, die einerseits entweder eine der vorgenannten Elementkombinationen enthalten oder, bezüglich der von Sauerstoff verschiedenen Elemente, aus ihr bestehen und gleichzeitig ein Röntgendiffraktogramm aufweisen, das Beugungsreflexe h und i zeigt, deren Scheitelpunkte bei den Beugungswinkeln (2⦵) 22,2 ± 0,5° (h) und 27,3 ± 0,5° (i) liegen (alle in dieser Schrift auf ein Röntgendiffraktogramm bezogenen Angaben beziehen sich auf ein unter Anwendung von Cu-Kα-Strahlung als Röntgenstrahlung erzeugtes Röntgendiffraktogramm (Siemens-Diffraktometer Theta-Theta D-5000, Röhrenspannung: 40 kV, Röhrenstrom : 40mA , Aperturblende V20 (variabel), Streustrahlblende V20 (variabel), Sekundärmonochromatorblende (0,1 mm), Detektorblende (0,6 mm), Meßintervall (2⦵) : 0,02°, Meßzeit je Schritt : 2,4s, Detektor : Scintillationszählrohr).Furthermore, the single-zone procedure for the inventive method preferably such multimetal oxide active materials are used, on the one hand either contain one of the aforementioned combinations of elements, or in terms of the elements other than oxygen, consisting of it and at the same time an X-ray diffractogram which shows diffraction reflexes h and i, their vertices at the diffraction angles (2⦵) 22.2 ± 0.5 ° (h) and 27.3 ± 0.5 ° (i) (all in this document related to an X-ray diffractogram Specifications relate to using Cu-Kα radiation as x-rays generated X-ray diffractogram (Siemens diffractometer Theta-Theta D-5000, tube voltage: 40 kV, tube current : 40mA, aperture diaphragm V20 (variable), anti-scatter diaphragm V20 (variable), Sekundärmonochromatorblende (0.1 mm), detector aperture (0.6 mm), measuring interval (2⦵): 0.02 °, measuring time each Step: 2.4s, detector: scintillation counter tube).

Die Halbwertsbreite dieser Beugungsreflexe kann dabei sehr klein oder auch sehr ausgeprägt sein.The half-width of these diffraction reflections can be very small or very pronounced.

Besonders bevorzugt sind für das erfindungsgemässe Verfahren diejenigen der vorgenannten Multimetalloxidaktivmassen, deren Röntgendiffraktogramm zusätzlich zu den Beugungsreflexen h und i einen Beugungsreflexes k aufweist, dessen Scheitelpunkt bei 28,2 ± 0,5° (k) liegt.Are particularly preferred for the method according to the invention those of the aforementioned multimetal oxide active materials, their X-ray diffractogram additionally has a diffraction reflex k for the diffraction reflexes h and i, the apex of which is 28.2 ± 0.5 ° (k).

Unter den letzeren sind wiederum jede erfindungsgemäß bevorzugt, bei denen der Beugungsreflex h innerhalb des Röntgendiffraktogramms der intensitätsstärkste ist, sowie eine Halbwertsbreite von höchstens 0,5° aufweist, und ganz besonders bevorzugt sind jene, bei denen die Halbwertsbreite des Beugungsreflexes i und des Beugungsreflexes k gleichzeitig jeweils ≤ 1° beträgt und die Intensität Pk des Beugungsreflexes k und die Intensität Pi des Beugungsreflexes i die Beziehung 0,2 ≤ R ≤ 0,85, besser 0,3 ≤ R ≤ 0,85, bevorzugt 0,4 ≤ R ≤ 0,85, besonders bevorzugt 0,65 ≤ R ≤ 0,85, noch mehr bevorzugt 0,67 ≤ R ≤ 0,75 und ganz besonders bevorzugt R = 0,70 bis 0,75 bzw. R = 0,72 erfüllen, in der R das durch die Formel R = Pi/(Pi + Pk)definierte Intensitätsverhältnis ist. Bevorzugt weisen die vorgenannten Röntgendiffraktogramme keinen Beugungsreflex auf, dessen Maximum bei 2⦵ = 50 ± 0,3° liegt.Of the latter, each is preferred according to the invention, in which the diffraction reflex h is the most intense within the X-ray diffractogram, and has a half-value width of at most 0.5 °, and those in which the half-value width of the diffraction reflex i and the diffraction reflex k are very particularly preferred is simultaneously ≤ 1 ° and the intensity P k of the diffraction reflex k and the intensity P i of the diffraction reflex i have the relationship 0.2 ≤ R ≤ 0.85, better 0.3 ≤ R ≤ 0.85, preferably 0.4 ≤ R 0,8 0.85, particularly preferably 0.65 R R 0,8 0.85, even more preferably 0.67 R R 0,7 0.75 and very particularly preferably R = 0.70 to 0.75 or R = 0.72 fulfill in the R that by the formula R = P i / (P i + P k ) is defined intensity ratio. The aforementioned X-ray diffractograms preferably have no diffraction reflection, the maximum of which is 2⦵ = 50 ± 0.3 °.

Die Definition der Intensität eines Beugungsreflexes im Röntgendiffraktogramm bezieht sich in dieser Schrift auf die in der DE-A 19835247 , der DE-A 10122027 , sowie die in der DE-A 10051419 und DE-A 10046672 niedergelegte Definition. Das gleiche gilt für die Definition der Halbwertsbreite.In this document, the definition of the intensity of a diffraction reflex in the X-ray diffractogram relates to that in the DE-A 19835247 , the DE-A 10122027 , as well as in the DE-A 10051419 and DE-A 10046672 laid down definition. The same applies to the definition of the full width at half maximum.

Neben den Beugungsreflexen h, i und k enthalten die vorgenannten Röntgendiffraktogramme von erfindungsgemäß vorteilhaft einzusetzenden Multimetalloxidaktivmassen noch weitere Beugungsreflexe, deren Scheitepunkte bei den nachfolgenden Beugungswinkeln (2⦵) liegen:
9,0 ± 0,4° (l)
6,7 ± 0,4° (o) und
7,9 ± 0,4° (p).
In addition to the diffraction reflections h, i and k, the abovementioned X-ray diffractograms of multimetal oxide active materials which can be used advantageously according to the invention also contain further diffraction reflections whose apex points lie at the following diffraction angles (2 ():
9.0 ± 0.4 ° (l)
6.7 ± 0.4 ° (o) and
7.9 ± 0.4 ° (p).

Günstig ist es ferner, wenn das Röntgendiffraktogramm zusätzlich einen Beugungsreflex enthält, dessen Scheitelpunkt beim Beugungswinkel (2⦵) = 45,2 ± 0,4° (q) liegt.Cheap it is also when the X-ray diffractogram additionally contains a diffraction reflex, whose apex is at the diffraction angle (2⦵) = 45.2 ± 0.4 ° (q).

Häufig enthält das Röntgendiffraktogramm auch noch die Reflexe 29,2 ± 0,4° (m) und 35,4 ± 0,4° (n).Frequently contains the X-ray diffractogram also the reflections 29.2 ± 0.4 ° (m) and 35.4 ± 0.4 ° (n).

Es ist ferner günstig, wenn die in den Formeln I und II definierten Elementkombinationen als reine i-Phase vorliegen. Enthält die katalytisch aktive Oxidmasse auch noch k-Phase, enthält ihr Röntgendiffraktogramm neben den oben genannten noch weitere Beugungsreflexe, deren Scheitelpunkte bei den nachfolgenden Beugungswinkeln (2 ⦵) liegen: 36,2 ± 0,4° (m) und 50 ± 0,4° (die Begriffe i- und k-Phase werden in dieser Schrift wie in der DE-A 10122027 und DE-A 10119933 festgelegt verwendet).It is also advantageous if the element combinations defined in the formulas I and II are present as pure i-phase. If the catalytically active oxide mass also contains the k phase, its X-ray diffractogram contains, in addition to the above-mentioned, other diffraction reflections, the apex of which lies at the following diffraction angles (2 ⦵): 36.2 ± 0.4 ° (m) and 50 ± 0, 4 ° (the terms i- and k-phase are used in this document as in the DE-A 10122027 and DE-A 10119933 fixed used).

Ordnet man dem Beugungsreflex h die Intensität 100 zu, ist es erfindungsgemäß günstig, wenn die Beugungsreflexe i, l, m, n, o, p, q in der gleichen Intensitätsskala die nachfolgenden Intensitäten aufweisen: i: 5 bis 95, häufig 5 bis 80, teilweise 10 bis 60; l: 1 bis 30; m: 1 bis 40; n: 1 bis 40; o: 1 bis 30; p: 1 bis 30 und q: 5 bis 60. If the intensity 100 is assigned to the diffraction reflex h, it is advantageous according to the invention if the diffraction reflexes i, l, m, n, o, p, q have the following intensities in the same intensity scale: i: 5 to 95, often 5 to 80, sometimes 10 to 60; l: 1 to 30; m: 1 to 40; n: 1 to 40; O: 1 to 30; p: 1 to 30 and q: 5 to 60.

Enthält das Röntgendiffraktogramm von den vorgenannten zusätzlichen Beugungsreflexen, ist die Halbwertsbreite derselben in der Regel ≤ 1°.Contains the X-ray diffractogram of the aforementioned additional Diffraction reflections, the full width at half maximum is usually ≤ 1 °.

Die spezifische Oberfläche von erfindungsgemäß zu verwendenden Multimetalloxidaktivmassen der allgemeinen Formel II oder von Multimetalloxidaktivmassen, die Elementkombinationen der allgemeinen Formel I enthalten beträgt vielfach 1 bis 30 m2/g (BET-Oberfläche, Stickstoff), vor allem dann, wenn ihr Röntgendiffraktogramm wie beschrieben gestaltet ist.The specific surface area of multimetal oxide active compositions of the general formula II to be used according to the invention or of multimetal oxide active compositions which contain element combinations of the general formula I is in many cases 1 to 30 m 2 / g (BET surface area, nitrogen), especially if their X-ray diffraction pattern is as described is.

Die Herstellung der beschriebenen Multimetalloxidaktivmassen findet sich im im Zusammenhang mit diesen zitierten Stand der Technik. Dazu zählen insbesondere die DE-A 10122027 , die DE-A 10119933 , DE-A 10033121 , die EP-A 1192987 , die DE-A 10029338 , die JP-A 2000-143244 , die EP-A 962253 , die EP-A 895809 , die DE-A 19835247 , die WO 00/29105, die WO 00/29106, die EP-A 529853 und die EP-A 608838 (in allen Ausführungsbeispie len der beiden letztgenannten Schriften ist als Trocknungsmethode die Sprühtrocknung anzuwenden; z.B. mit einer Eingangstemperatur von 300 bis 350°C und einer Ausgangstemperatur von 100 bis 150°C; Gegenstrom oder Gleichstrom).The preparation of the multimetal oxide active compositions described can be found in connection with the prior art cited. These include in particular DE-A 10122027 , the DE-A 10119933 . DE-A 10033121 , the EP-A 1192987 , the DE-A 10029338 , the JP-A 2000-143244 , the EP-A 962253 , the EP-A 895809 , the DE-A 19835247 , WO 00/29105, WO 00/29106, the EP-A 529853 and the EP-A 608838 (Spray drying is to be used as the drying method in all of the execution examples of the latter two documents, e.g. with an inlet temperature of 300 to 350 ° C and an outlet temperature of 100 to 150 ° C; countercurrent or cocurrent).

Die beschriebenen Multimetalloxidativmassen können als solche (d.h. in Pulverform) oder zu geeigneten Geometrien geformt (vgl. z.B. die Schalenkatalysatoren der DE-A 10051419 sowie die geometrischen Varianten der DE-A 10122027 ) für die Einzonengestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Sie eignen sich insbesondere zur Herstellung von Acrolein und/oder Acrylsäure sowie zur Herstellung von Acrylnitril.The multimetal oxidative compositions described can be shaped as such (ie in powder form) or into suitable geometries (cf. for example the shell catalysts of the DE-A 10051419 as well as the geometric variants of the DE-A 10122027 ) are used for the single-zone design of the method according to the invention. They are particularly suitable for the production of acrolein and / or acrylic acid and for the production of acrylonitrile.

Basis für die Einzonenfahrweise ist, daß die zu verwendenden Katalysatoren alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zu katalysieren in der Lage sind.The basis for the single-zone mode of operation is that the catalysts to be used all steps of the process according to the invention are able to catalyze.

Sie kann sowohl in einem Katalysatorfestbett oder in einem Katalysatorwirbelbett bzw. Fließbett (Wanderbett) durchgeführt werden. Entsprechende Verfahrensbeschreibungen finden sich in den Schriften des Standes der Technik. Wird das erfindungsgemäße Verfahren z.B. zur Herstellung von Acrylsäure in der Einzonenfahrweise als Festbettreaktion ausgeführt, erfolgt die Durchführung in zweckmäßiger Weise in einem Rohrbündelreaktor, dessen Kontaktrohre mit dem Katalysator beschickt sind. Um die Kontaktrohre wird im Normalfall als Wärmeträger eine Flüssigkeit, in der Regel eine Salzschmelze geführt. Alternativ kann auch ein Thermoplattenreaktor eingesetzt werden, wobei sich die Katalysatorbeschickung als ebene Anordnung zwischen Kühlplatten befindet.You can both in a fixed catalyst bed or be carried out in a fluidized bed or moving bed (moving bed). Corresponding process descriptions can be found in the writings the state of the art. If the method according to the invention is e.g. for the production of acrylic acid carried out in the single-zone mode as a fixed bed reaction the implementation in an expedient manner in a tube bundle reactor, whose catalyst tubes are loaded with the catalyst. To the contact tubes is usually a heat transfer medium Liquid, usually performed a molten salt. Alternatively, a Thermoplate reactor are used, the catalyst feed as a flat arrangement between cooling plates located.

Das Reaktionsgasgemisch wird in den Kontaktrohren über den Reaktor betrachtet entweder im Gleichstrom oder im Gegenstrom zum Salzbad geführt. Das Salzbad selbst kann relativ zu den Kontaktrohren eine reine Parallelströmung ausführen. Selbstverständlich kann dieser aber auch eine Querströmung überlagert sein. Insgesamt kann das Salzbad um die Kontaktrohre auch eine mäanderförmige Strömung ausführen, die nur über den Reaktor betrachtet im Gleichstrom oder im Gegenstrom zum Reaktionsgasgemisch geführt ist. Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Rohrbündelreaktoren offenbaren z.B. die Schriften EP-A 700714 und EP-A 700893 .The reaction gas mixture is viewed in the catalyst tubes via the reactor either in cocurrent or in countercurrent to the salt bath. The salt bath itself can perform a pure parallel flow relative to the contact tubes. Of course, this can also be superimposed on a cross flow. Overall, the salt bath around the catalyst tubes can also perform a meandering flow, which, viewed only via the reactor, is conducted in cocurrent or in countercurrent to the reaction gas mixture. Tube bundle reactors suitable for the process according to the invention, for example, disclose the documents EP-A 700714 and EP-A 700893 ,

Die verschiedenen möglichen Zusammensetzungen des Reaktionsgasausgangsgemisches für die Einzonenvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens können dem im Zusammenhang mit dieser Verfahrensvariante zitierten Stand der Technik entnommen werden.The different possible Compositions of the reaction gas starting mixture for the single-zone variant of the method according to the invention can the status cited in connection with this process variant be taken from the technology.

Für die Herstellung von Acrylsäure bewegt sich die Zusammensetzung des Reaktionsgasausangsgemisches in typischer Weise innerhalb des folgenden Rahmens (molare Verhältnisse):
Propan: Sauerstoff : H2O: sonstige Bestandteile (vor allem inerte Verdünnungsgase) = 1:(0,1–10):(> 0–50):(> 0–50).
For the production of acrylic acid, the composition of the reaction gas starting mixture typically ranges within the following framework (molar ratios):
Propane: Oxygen: H 2 O: Other ingredients (especially inert diluent gases) = 1: (0.1–10): (> 0–50): (> 0-50).

Vorzugsweise beträgt das vorgenannte Verhältnis 1:(0,5–5):(1–30):(1–30).The aforementioned ratio is preferably 1: (0.5-5) :( 1-30) :( 1-30).

Die vorgenannten Bereiche gelten insbesondere dann, wenn als sonstige Bestandteile überwiegend molekularer Stickstoff eingesetzt wird. Die Reaktionstemperatur beträgt typisch 250 bis 550°C (die Bedingungen für die Ammoxidation sind vergleichbar, sieht man davon ab, daß das Reaktionsgasgemisch zusätzlich Ammoniak umfaßt (vgl. z.B. EP-A 929853 ).The abovementioned ranges apply in particular when molecular nitrogen is predominantly used as the other constituents. The reaction temperature is typically 250 to 550 ° C (the conditions for ammoxidation are comparable, apart from the fact that the reaction gas mixture additionally comprises ammonia (cf. e.g. EP-A 929853 ).

Die Belastung einer Festbettkatalysatorbeschickung mit Propan kann bei der Einzonenvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens z.B. 10 bis 500 Nl/1 (Festbett) ·h betragen. Die Belastung mit Reaktionsgasausgangsgemisch liegt häufig im Bereich von 100 bis 10000 Nl/l·h, vielfach im Bereich 500 bis 5000 Nl/l·h.The load on a fixed bed catalyst feed with propane in the single-zone variant of the method according to the invention e.g. 10 to 500 Nl / 1 (fixed bed) · h. The load with reaction gas starting mixture is often in the range from 100 to 10000 Nl / lh, often in the range 500 to 5000 Nl / l · h.

Aus dem resultierenden Produktgasgemisch kann das Zielprodukt, z.B. Acrylsäure, in an sich bekannter, wie z.B. in der DE-A 10122027 beschriebener, Weise abgetrennt werden. D.h., aus dem Produktgasgemisch kann die enthaltene Acrylsäure z.B. durch die Absorption mit einem hochsiedenden inerten hydrophoben organischen Lösungsmittel (z.B. einem Gemisch aus Diphenylether und Diphenyl das gegebenenfalls noch Zusätze wie Dimethylphthalat enthalten kann) aufgenommen werden. Das dabei resultierende Gemisch aus Absorbens und Acrylsäure kann anschließend in an sich bekannter Weise rektifikativ, extrakativ und/oder kristallisativ bis zur Reinacrylsäure aufgearbeitet werden. Alternativ kann die Grundabtrennung der Acrylsäure aus dem Produktgasgemisch auch durch fraktionierende Kondensation erfolgen, wie es z.B. in der DE-A 10053086 , DE-A 19627847 , DE-A 19740253 , DE-A 19740252 , DE-A 19606877 und DE-A 19740253 beschrieben ist. Das dabei resultierende Acrylsäurekondensat kann dann z.B. durch fraktionierte Kristallisation (z.B. Suspensionskristallisation und/oder Schichtkristallisation) weitergereinigt werden.The target product, for example acrylic acid, can be obtained from the resulting product gas mixture in a manner known per se, for example in DE-A 10122027 described, be separated. In other words, the acrylic acid contained can be taken up from the product gas mixture, for example by absorption with a high-boiling inert hydrophobic organic solvent (for example a mixture of diphenyl ether and diphenyl, which may also contain additives such as dimethyl phthalate). The resulting mixture of absorbent and acrylic acid can then be worked up in a manner known per se by rectification, extraction and / or crystallization to give pure acrylic acid. Alternatively, the basic separation of acrylic acid from the product gas mixture can also be carried out by fractional condensation, as is the case, for example, in DE-A 10053086 . DE-A 19627847 . DE-A 19740253 . DE-A 19740252 . DE-A 19606877 and DE-A 19740253 is described. The resulting acrylic acid condensate can then be further purified, for example by fractional crystallization (for example suspension crystallization and / or layer crystallization).

Das bei der Grundabtrennung der Acrylsäure verbleibende Restgasgemisch enthält insbesondere nicht umgesetztes Propan und gegebenenfalls nicht umgesetztes Propylen.That which remains with the basic separation of acrylic acid Contains residual gas mixture in particular unreacted propane and possibly unreacted Propylene.

Je nach dem Gehalt dieses Restgasgemisches an Buten-1, an Gesamtbutenen und an Gesamt-C4-Kohlenwasserstoffen und verwendeter Sauerstoffquelle (ob reiner Sauerstoff, ein Sauerstoff enthaltendes Inertgas oder Luft), kann das Restgasgemisch als solches rückgeführt werden. Gegebenenfalls wird man es auch in zwei Teile identischer Zusammensetzung aufteilen und nur die eine Teilmenge rückführen und die andere Teilmenge purgen (z.B. seiner Verbrennung oder einer anderweitigen Verwertung (z.B. Synthesegasherstellung zuführen)). Letzteres könnte selbstredend auch mit der Gesamtmenge des Restgasgemisches erfolgen.Depending on the content of this residual gas mixture of butene-1, total butenes and total C 4 hydrocarbons and the oxygen source used (whether pure oxygen, an oxygen-containing inert gas or air), the residual gas mixture can be recycled as such. If necessary, it will also be divided into two parts of identical composition and only recycle one part and purify the other part (e.g. its combustion or other use (e.g. supply synthesis gas)). The latter could of course also be done with the total amount of the residual gas mixture.

Bei erhöhten Anteilen der erfindungsgemäß unerwünschten C4-Komponenten und/oder erhöhten Anteilen sonstiger unerwünschter Komponenten im Restgasgemisch kann das im Restgasgemisch enthaltene Propan und gegebenenfalls Propen, z.B. durch fraktionierte Druckrektifikation abgetrennt (der Trennfaktor kann entsprechend gewählt werden) und anschließend in das erfindungsgemäße Verfahren rückgeführt und mit dem Roh-Propan und sonstigen Bestandteilen des Reaktionsgasausgangsgemischs vereinigt werden. Gegebenenfalls ist es jedoch unter erfindungsgemäßen Gesichtspunkten bereits ausreichend, das Restgas in einer Extraktionsvorrichtung mit einem vorzugsweise C3-Kohlenwasserstoffe absorbierenden hydrophoben organischen Lösungsmittel in Kontakt zu bringen (z.B. durch selbiges durchleiten). Durch nachfolgende Desorption und/oder Strippung mit Luft (die als Sauerstoffquelle sowieso benötigt würde) kann das absorbierte Propan und gegebenenfalls Propen wieder freigesetzt und in das erfindungsgmeäße Verfahren rückgeführt werden. Selbstverständlich könnte die Acrylsäure aber auch nach der in der DE-A 10059122 beschriebenen Verfahrensweise aus dem Produktgemisch abgetrennt werden. Die für die Einzonenfahrweise empfohlenen Multimetalloxidaktivmassen können selbstredend auch in mit feinteiligen, z.B. kolloidalen, Materialien wie Silicumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid und Nioboxid verdünnter Form im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.With increased proportions of the C 4 components undesirable according to the invention and / or increased proportions of other undesirable components in the residual gas mixture, the propane and, if appropriate, propene contained in the residual gas mixture can be separated off, for example by fractional pressure rectification (the separation factor can be selected accordingly) and then returned to the process according to the invention and be combined with the crude propane and other constituents of the reaction gas starting mixture. From the point of view of the invention, however, it may be sufficient to bring the residual gas into contact with an hydrophobic organic solvent which preferably absorbs C 3 hydrocarbons in an extraction device (for example by passing it through). Subsequent desorption and / or stripping with air (which would be required anyway as an oxygen source) can release the absorbed propane and, if appropriate, propene again and return it to the process according to the invention. Of course, the acrylic acid could also according to the DE-A 10059122 described procedure can be separated from the product mixture. The multimetal oxide active compositions recommended for the single-zone procedure can of course also be used in the process according to the invention in a form diluted with finely divided, for example colloidal, materials such as silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide and niobium oxide.

Das Verdünnungsmassenverhältnis kann dabei bis zu 9 (Verdünner) : 1 (Aktivmasse) betragen. D.h., mögliche Verdünnungsmassenverhältnisse betragen z.B. 6 (Verdünner) : 1 (Aktivmasse) und 3 (Verdünner) : 1 (Aktivmasse). Die Einarbeitung der Verdünner kann gemäß der DE-A 10122027 dabei vor oder nach der Calcination erfolgen. Selbstverständlich können für die erfindungsgemäße Einzonenfahrweise aber auch andere Katalysatorsysteme eingesetzt werden, wie sie z.B. die JP-A 3-170445 beschreibt.The dilution mass ratio can be up to 9 (thinner): 1 (active mass). Ie, possible dilution mass ratios are, for example, 6 (thinner): 1 (active mass) and 3 (thinner): 1 (active mass). The diluents can be incorporated according to the DE-A 10122027 take place before or after the calcination. Of course, other catalyst systems such as those used, for example, can also be used for the single-zone procedure according to the invention JP-A 3-170445 describes.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer Reaktionszone verwirklicht, liegt einer der Fälle vor, bei denen das Gasgemisch 1 und das Gasgemisch 2 identisch sind. Vom erfindungsgemäßen Verfahren wird dabei insbesondere dann Gebrauch gemacht, wenn im Produktgasgemisch des erfindungsgemäßen Verfahrens die erfindungsgemäßen Gehaltsgrenzen für C4-Kohlenwasserstoffen überschritten sind.If the process according to the invention is implemented in a reaction zone, one of the cases exists in which the gas mixture 1 and the gas mixture 2 are identical. The method according to the invention is used in particular when the content limits for C 4 hydrocarbons according to the invention are exceeded in the product gas mixture of the method according to the invention.

Erfindungsgemäß bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in mehr als einer Reaktionszone verwirklicht, wie es z.B. die EP-A 938463 , die EP-A 117146 , die DE-A 3313573 , die GB-A 2118939 , die US-A 3161670 , die WO 01/96270, die EP-A 731077 , die DE-A 19837520 , die DE-A 19837517 , die DE-A 19837519 , die DE-A 19837518 , die DE-A 19837520 , die DE-A 10131297 und die DE-A 10211275 beschreiben.According to the invention, the process according to the invention is preferably carried out in more than one reaction zone, such as, for example, the EP-A 938463 , the EP-A 117146 , the DE-A 3313573 , the GB-A 2118939 , the US-A 3161670 , WO 01/96270, the EP-A 731077 , the DE-A 19837520 , the DE-A 19837517 , the DE-A 19837519 , the DE-A 19837518 , the DE-A 19837520 , the DE-A 10131297 and the DE-A 10211275 describe.

Mehr als eine Reaktionszone meint dabei in erster Linie, daß wenigstens ein Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bedingungen durchgeführt wird, die wenigstens teilweise unabhängig von jenen des wenigstens einen anderen Schrittes innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens gewählt werden können, oder, allerdings nur in zweiter Linie, daß innerhalb ein und desselben Schritts längs des Rektionspfads wenigstens teilweise voneinander unabhängige Reaktionsbedingungen verwirklicht werden (letzteres ist z.B. dann der Fall, wenn für einen Schritt sogenannte Mehrzonenfahrweisen (mit voneinander unabhängig einstellbaren Temperaturzonen) angewendet werden, wie es z.B. DE-A 19948241 , die DE-A 19927624 , die DE-A 19910508 , die DE-A 19910506 und die DE-A 19948248 beschreiben). D.h., umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren z.B. zwei Schritte, so könnte für den ersten Schritt z.B. ein anderer Katalysator bzw. eine andere Katalysatorbeschickung eingesetzt werden als für den zweiten Schritt. Oder man könnte so vorgehen, daß bei Verwendung identischer Katalysatoren bzw. Katalysatorbeschickungen für beide Schritte die Reaktionstemperaturen für die beiden Schritte unabhängig voneinander gewählt und eingestellt werden können. Natürlich kann auch beides überlagert angewendet werden.More than one reaction zone means primarily that at least one step of the method according to the invention is carried out under conditions which can be selected at least partially independently of those of the at least one other step within the method according to the invention NEN, or, however, only secondarily, that reaction conditions that are at least partially independent of one another are achieved within the same step along the directional path (the latter is the case, for example, when so-called multi-zone procedures (with temperature zones that can be set independently) are used for one step, like it for example DE-A 19948241 , the DE-A 19927624 , the DE-A 19910508 , the DE-A 19910506 and the DE-A 19948248 describe). That is, if the method according to the invention comprises, for example, two steps, a different catalyst or a different catalyst feed could be used for the first step than for the second step. Or one could proceed in such a way that when using identical catalysts or catalyst feeds for both steps, the reaction temperatures for the two steps can be selected and adjusted independently of one another. Of course, both can also be applied in superimposed form.

Der Vorteil der Mehrzonenfahrweise liegt darin begründet, dass sie prinzipiell eine verbesserte Anpassung der Reaktionsbedingungen an die Erfordernisse der einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen.The advantage of multi-zone operation is because that they basically have an improved adaptation of the reaction conditions to the requirements of the individual steps of the method according to the invention enable.

Dieser Vorteil ist von der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation von Propylen zu Acrylsäure mit molekularem Sauerstoff wohlbekannt.This advantage is heterogeneous catalyzed gas phase partial oxidation of propylene to acrylic acid with molecular oxygen well known.

Sie verläuft längs der Reaktionskoordinate prinzipiell in zwei längs der Reakionskoordinate aufeinanderfolgenden Schritten ab, von denen der erste zum Acrolein und der zweite vom Acrolein zur Acrylsäure führt.It runs along the reaction coordinate basically in two lengthways the reaction coordinate of successive steps, of which the first leads to acrolein and the second leads from acrolein to acrylic acid.

Dieser Reaktionsablauf eröffnet in an sich bekannter Weise die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Partialoxidation des im Gasgemisch 2 enthaltenen Propylen in zwei hintereinander angeordneten Oxidationszonen auszuführen, wobei in jeder der beiden Oxidationszonen der zu verwendende oxidische Katalysator in optimierender Weise angepaßt werden kann (diese Anpassungsmöglichkeit gestattet es auch, die Partialoxidation des Propylens auf der Höhe des Acroleins zu stoppen und das Acrolein zu isolieren). So wird für die erste Oxidationszone (Propylen → Acrolein) in der Regel ein Katalysator auf der Basis von die Elementkombination Mo-Bi-Fe enthaltenden Multimetalloxiden bevorzugt, während für die zweite Oxidationszone (Acrolein → Acrylsäure) normalerweise Katalysatoren auf der Basis von die Elementkombination Mo-V enthaltenden Multimetalloxiden bevorzugt werden (z.B. auch jene, die in dieser Schrift für die Einzonenfahrweise empfohlen wurden). Prinzipiell können aber diese beiden Reatkionsschritte in einer einzigen Reaktionszone und an einem einzigen Katalysator durchgeführt werden.This reaction sequence opens in in a manner known per se the possibility the partial oxidation according to the invention of the propylene contained in the gas mixture 2 in two in a row arranged to perform oxidation zones, being in each of the two Oxidation zones of the oxidic catalyst to be used in optimizing Adapted way can be (this adjustment option also allows the partial oxidation of propylene at the level of acrolein to stop and isolate the acrolein). So for the first one Oxidation zone (propylene → acrolein) usually a catalyst based on the element combination Mo-Bi-Fe containing multimetal oxides preferred, while for the second Oxidation zone (acrolein → acrylic acid) normally Catalysts based on the multimetal oxides containing the element combination Mo-V are preferred (e.g. also those in this document for the single-zone mode of operation were recommended). In principle can but these two reaction steps in a single reaction zone and be carried out on a single catalyst.

Ganz generell wird man beim erfindungsgemäßen Verfahren in zweckmäßiger Weise den ersten Schritt in einer getrennten Reaktionszone duchführen.In general, you will be in the inventive method in an expedient manner perform the first step in a separate reaction zone.

Im Fall einer Oxidehydrierung des Propan kann diese als homogene und/oder heterogen katalysierte Oxidehydrierung von Propan zu Propylen mit molekularem Sauerstoff, in der Gasphase durchgeführt werden. Als Quelle des molekularen Sauerstoff kann dabei Luft, reiner molekularer Sauerstoff oder an molekularem Sauerstoff angereicherte Luft eingesetzt werden.In the case of an oxydehydrogenation of the Propane can be used as a homogeneous and / or heterogeneously catalyzed oxide hydrogenation from propane to propylene with molecular oxygen, in the gas phase carried out become. Air, purer, can be used as the source of molecular oxygen molecular oxygen or enriched in molecular oxygen Air can be used.

Gestaltet man die Reaktionszone als eine homogene Oxidehydrierung, so läßt sich diese prinzipiell so durchführen, wie es z.B. in den Schriften US-A 3,798,283 , CN-A 1 105 352 , Applied Catalysis, 70(2)1991, S. 175–187, Catalysis Today 13, 1992, S. 673–678 und in der Anmeldung DE-A 19 622 331 beschrieben ist. Eine zweckmäßige Sauerstoffquelle ist Luft. Die Temperatur der homogenen Oxidehydrierung wird zweckmäßigerweise im Bereich von 300 bis 700°C, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 600°C, besonders bevorzugt im Bereich von 400 bis 500°C liegend gewählt. Der Arbeitsdruck kann 0,5 bis 100 bar, insbesondere 1 bis 10 bar betragen. Die Verweilzeit liegt üblicherweise bei 0,1 beziehungs weise 0,5 bis 20 Sekunden, vorzugsweise bei 0,1 beziehungsweise 0,5 bis 5 Sekunden.If the reaction zone is designed as a homogeneous oxide dehydrogenation, this can in principle be carried out as described, for example, in the documents US-A 3,798,283 . CN-A 1 105 352 , Applied Catalysis, 70 (2) 1991, pp. 175-187, Catalysis Today 13, 1992, pp. 673-678 and in the application DE-A 19 622 331 is described. A suitable source of oxygen is air. The temperature of the homogeneous oxide dehydrogenation is expediently chosen to be in the range from 300 to 700 ° C., preferably in the range from 400 to 600 ° C., particularly preferably in the range from 400 to 500 ° C. The working pressure can be 0.5 to 100 bar, in particular 1 to 10 bar. The residence time is usually 0.1 or 0.5 to 20 seconds, preferably 0.1 or 0.5 to 5 seconds.

Als Reaktor kann zum Beispiel ein Rohrofen oder ein Rohrbündelreaktor verwendet werden, wie zum Beispiel ein Gegenstrom-Rohrofen mit Rauchgas als Wärmeträger oder ein Rohrbündelreaktor mit Salzschmelze als Wärmeträger. Das Propan zu Sauerstoff-Verhältnis im Ausgangsgemisch beträgt vorzugsweise 0,5:1 bis 40:1, insbesondere zwischen 1:1 bis 6:1, stärker bevorzugt zwischen 2:1 bis 5:1. Das Ausgangsgemisch kann auch weitere, bevorzugt inerte (unter inerten Bestandteilen sollen in dieser Schrift ganz generell vorzugsweise solche Bestandteile verstanden werden, die sich beim relevanten Reaktionsschritt zu weniger als 5 mol-%, bevorzugt zu weniger als 3 mol.-% und besonders bevorzugt zu weniger als 1 mol.-% umsetzen; ganz besonders bevorzugt setzten sie sich überhaupt nicht um), Bestandteile, wie Wasser, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Stickstoff, Edelgase, andere Kohlenwasserstoffe (z.B. im Roh-Propan enthaltene Nebenbestandteile), und/oder Propylen etc. umfassen, wobei es sich hierbei auch um zurückgeführte (Kreisgas) Bestandteile handeln kann.For example, a Tube furnace or a tube bundle reactor can be used, such as a counterflow tube furnace with flue gas as a heat transfer medium or a tube bundle reactor with molten salt as a heat transfer medium. The Propane to oxygen ratio in the starting mixture preferably 0.5: 1 to 40: 1, in particular between 1: 1 to 6: 1, stronger preferably between 2: 1 to 5: 1. The starting mixture can also contain other preferably inert (among inert constituents in this document in general, such constituents are preferably understood which are less than 5 mol% in the relevant reaction step, preferably less than 3 mol% and particularly preferably less convert as 1 mol%; they particularly preferred to sit down at all not around), components such as water, carbon dioxide, carbon monoxide, Nitrogen, noble gases, other hydrocarbons (e.g. in raw propane contain minor components), and / or propylene etc., which are also recycled (cycle gas) components can.

Gestaltet man die Propandehydrierung als eine heterogen katalysierte Oxidehydrierung, so läßt sich diese prinzipiell durchführen wie beschrieben zum Beispiel in den Schriften US-A 4 788 371 , CN-A 1073893 , Catalysis Letters 23 (1994), 103–106, W. Zhang, Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao, 14 (1993) 566, Z. Huang, Shiyou Huagong, 21 (1992) 592, WO 97/36849, DE-A 197 53 817 , US-A 3 862 256 , US-A 3 887 631 , DE-A 195 30 454 , US-A 4 341 664 , J. of Catalysis 167, 560–569 (1997), J. of Catalysis 167, 550–559 (1997), Topics in Catalysis 3 (1996) 265–275, US-A 5 086 032 , Catalysis Letters 10 (1991), 181–192, Ind. Eng. Chem. Res. 1996, 35, 14–18, US-A 4 255 284 , Applied Catalysis A: General, 100 (1993), 111–130, J. of Catalysis 148, 56–67 (1994), V. Cortés Corberán und S. Vic Bellón (Ed.), New Developments in Selective Oxidation II, 1994, Elsevier Science B.V., S. 305–313, 3rd World Congress on Oxidation Catalysis, R.K. Grasselli, S.T. Oyama, A.M. Gaffney and J.E. Lyons (Ed.), 1997, Elsevier Science B.V., S. 375ff oder in DE-A 19837520 , DE-A 19837517 , DE-A 19837519 und DE-A 19837518 . Dabei kann als Sauerstoffquelle auch Luft eingesetzt werden. Häufig weist jedoch die Sauerstoffquelle hier zu mindestens 90 mol-% an molekularem Sauerstoff, und vielfach wenigsten 95 mol-% Sauerstoff auf.If the propane dehydrogenation is designed as a heterogeneously catalyzed oxide dehydrogenation, this can in principle be carried out as described, for example in the publications US-A 4 788 371 . CN-A 1073893 , Catalysis Letters 23 (1994), 103-106, W. Zhang, Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao, 14 (1993) 566, Z. Huang, Shiyou Huagong, 21 (1992) 592, WO 97/36849, DE-A 197 53 817 . US-A 3 862 256 . US-A 3 887 631 . DE-A 195 30 454 . US-A 4,341,664 , J. of Catalysis 167, 560-569 (1997), J. of Catalysis 167, 550-559 (1997), Topics in Catalysis 3 (1996) 265-275, US-A 5 086 032 , Catalysis Letters 10 (1991), 181-192, Ind. Eng. Chem. Res. 1996, 35, 14-18, US-A 4,255,284 , Applied Catalysis A: General, 100 (1993), 111-130, J. of Catalysis 148, 56-67 (1994), V. Cortés Corberán and S. Vic Bellón (Ed.), New Developments in Selective Oxidation II, 1994, Elsevier Science BV, pp. 305-313, 3 rd World Congress on Oxidation Catalysis, RK Grasselli , ST Oyama, AM Gaffney and JE Lyons (Ed.), 1997, Elsevier Science BV, pp. 375ff or in DE-A 19837520 . DE-A 19837517 . DE-A 19837519 and DE-A 19837518 , Air can also be used as an oxygen source. Often, however, the oxygen source has at least 90 mol% of molecular oxygen, and often at least 95 mol% of oxygen.

Die für die heterogen katalysierte Oxidehydrierung geeigneten Katalysatoren unterliegen keinen besonderen Beschränkungen. Es eignen sich alle dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten Oxidehydrierungskatalysatoren, die in der Lage sind, Propan zu Propylen zu oxidieren. Insbesondere können alle in den zuvor genannten Schriften genannten Oxidehydrierungskatalysatoren eingesetzt werden. Geeignete Katalysatoren sind beispielsweise Oxidehydrierungskatalysatoren, die MoVNb-Oxide oder Vanadylpyrophosphat, gegebenenfalls mit Promotor, umfassen. Ein Beispiel für einen günstigen Oxidehydrierkatalysator ist ein Katalysator, wie er auch für die Einzonenfahrweise empfohlen wurde, der ein Mischmetalloxid mit Mo, V, Te, O und X als wesentliche Bestandteile enthält, wobei X mindestens ein Element ist, ausgewählt aus Niob, Tantal, Wolfram, Titan, Aluminium, Zirkonium, Chrom, Mangan, Gallium, Eisen, Ruthenium, Kobalt, Rhodium, Nickel, Palladium, Platin, Antimon, Bismut, Bor, Indium, Silizium, Lanthan, Natrium, Lithium, Kalium, Magnesium, Silber, Gold und Cer (vgl. dazu auch EP-A 938463 und EP-A 167109 ). Weiterhin besonders geeignete Oxidehydrierungskatalysatoren sind die Multimetalloxidmassen beziehungsweise -katalysatoren A der DE-A-197 53 817 und die Katalysatoren der DE-A 19838312 , wobei die in der erstgenannten Schrift als bevorzugt genannten Multimetalloxidmassen beziehungsweise -katalysatoren A ganz besonders günstig sind. Das heißt, als Aktivmassen kommen insbesondere Multimetalloxidmassen der allgemeinen Formel III M1 aMo1–bM2 bOx (III),wobei
M1 = Co, Ni, Mg, Zn, Mn und/oder Cu,
M2 = W, V, Te, Nb, P, Cr, Fe, Sb, Ce, Sn und/oder La,
a = 0,5–1,5
b = 0–0,5
sowie
x = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in (III) bestimmt wird,
in Betracht.
The catalysts suitable for the heterogeneously catalyzed oxide hydrogenation are not subject to any particular restrictions. All oxydehydrogenation catalysts which are known to the person skilled in the art and are capable of oxidizing propane to propylene are suitable. In particular, all of the oxydehydrogenation catalysts mentioned in the abovementioned documents can be used. Suitable catalysts are, for example, oxydehydrogenation catalysts which comprise MoVNb oxides or vanadyl pyrophosphate, optionally with a promoter. An example of a cheap oxide dehydrogenation catalyst is a catalyst, as was also recommended for the single-zone procedure, which contains a mixed metal oxide with Mo, V, Te, O and X as essential constituents, where X is at least one element selected from niobium, tantalum, Tungsten, titanium, aluminum, zirconium, chrome, manganese, gallium, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, platinum, antimony, bismuth, boron, indium, silicon, lanthanum, sodium, lithium, potassium, magnesium, silver, Gold and cerium (see also EP-A 938463 and EP-A 167109 ). Further particularly suitable oxide dehydrogenation catalysts are the multimetal oxide compositions or catalysts A or DE-A-197 53 817 and the catalysts of the DE-A 19838312 , the multimetal oxide compositions or catalysts A mentioned as preferred in the first-mentioned document being very particularly favorable. This means that, in particular, multimetal oxide compositions of the general formula III come as active compositions M 1 a Mo 1 – b M 2 b O x (III), in which
M 1 = Co, Ni, Mg, Zn, Mn and / or Cu,
M 2 = W, V, Te, Nb, P, Cr, Fe, Sb, Ce, Sn and / or La,
a = 0.5-1.5
b = 0-0.5
such as
x = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in (III),
into consideration.

Prinzipiell können geeignete Aktivmassen (III) in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß man von geeigneten Quellen ihrer elementaren Konstituenten ein möglichst inniges, vorzugsweise feinteiliges, ihrer Stöchiometrie entsprechend zusammengesetztes, Trockengemisch erzeugt und dieses bei Temperaturen von 450 bis 1000°C calciniert. Als Quellen für die elementaren Konstituenten der Multimetalloxid-Aktivmassen (III) kommen solche Verbindungen in Betracht, bei denen es sich bereits um Oxide handelt und/oder solche Verbindungen, die durch Erhitzen, wenigstens in Anwesenheit von Sauerstoff, in Oxide überführbar sind. Hierbei handelt es sich vom allem um Halogenide, Nitrate, Formiate, Oxalate, Citrate, Acetate, Carbonate, Amminkomplexsalze, Ammoniumsalze und/oder Hydroxide. Das innige Vermischen der Ausgangsverbindungen zur Herstellung der Multimetalloxidmassen (III) kann in trockener Form, zum Beispiel als feinteiliges Pulver, oder in nasser Form, zum Beispiel mit Wasser als Lösungmittel, erfolgen. Die Multimetalloxidmassen (III) können sowohl in Pulverform als auch zu bestimmten Katalysatorgeometrien geformt, eingesetzt werden, wobei die Formgebung vor oder nach der abschließenden Calcinierung erfolgen kann. Es können Vollkatalysatoren eingesetzt werden. Die Formgebung einer pulverförmigen Aktivmasse beziehungsweise Vorläufermasse kann aber auch durch Aufbringung auf vorgeformte inerte Katalysatorträger erfolgen. Als Trägermaterialien können dabei übliche, poröse oder unporöse Aluminiumoxide, Siliciumdioxid, Thoriumdioxid, Zirkondioxid, Siliciumcarbid oder Silikate verwendet werden, wobei die Trägerkörper regelmäßig oder unregelmäßig geformt sein können.In principle, suitable active materials can be used (III) can be produced in a simple manner by one of suitable sources of their elementary constituents as possible intimate, preferably finely divided, composed according to their stoichiometry, Generated dry mixture and this calcined at temperatures from 450 to 1000 ° C. As sources for the elementary constituents of the multimetal oxide active materials (III) such connections come into consideration which are already are oxides and / or those compounds which are produced by heating, at least in the presence of oxygen, can be converted into oxides. All of these are halides, nitrates, formates, Oxalates, citrates, acetates, carbonates, amine complex salts, ammonium salts and / or hydroxides. The intimate mixing of the starting compounds for the production of the multimetal oxide masses (III) can be in dry Form, for example as a fine powder or in wet form, for example with water as a solvent, respectively. The multimetal oxide materials (III) can be in powder form as well can also be shaped into certain catalyst geometries, used, the shaping taking place before or after the final calcination can. It can Full catalysts are used. The shaping of a powdery active material or precursor mass but can also be carried out by application to preformed inert catalyst supports. As carrier materials usual, porous or non-porous Aluminum oxides, silicon dioxide, thorium dioxide, zirconium dioxide, silicon carbide or silicates are used, the carrier bodies being shaped regularly or irregularly could be.

Für die heterogen katalysierte Oxidehydrierung des Propans liegt die Reaktionstemperatur vorzugsweise im Bereich von 200 bis 600°C, insbesondere im Bereich von 250 bis 500°C, stärker bevorzugt im Bereich von 350 bis 440°C. Der Arbeitsdruck liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 bar, insbesondere von 1 bis 10 bar, stärker bevorzugt von 1 bis 5 bar. Arbeitsdrucke oberhalb von 1 bar, zum Beispiel von 1,5 bis 10 bar, haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen. In der Regel erfolgt die heterogen katalysierte Oxidehydrierung des Propans an einem Katalysatorfestbett. Letzteres wird zweckmäßigerweise in den Rohren eines Rohrbündelreaktors aufgeschüttet, wie sie zum Beispiel in der EP-A-0 700 893 und in der EP-A-0 700 714 sowie der in diesen Schriften zitierten Literatur beschrieben sind. Die mittlere Verweilzeit des Reaktionsgasgemisches in der Katalysatorschüttung liegt zweckmäßigerweise bei 0,5 bis 20 Sekunden. Das Verhältnis von Propan zu Sauerstoff variiert mit dem gewünschten Umsatz und der Selektivität des Katalysators, zweckmäßigerweise liegt es im Bereich von 0,5:1 bis 40:1, insbesondere von 1:1 bis 6:1, stärker bevorzugt von 2:1 bis 5:1. In der Regel nimmt die Propylenselektivität mit steigendem Propanumsatz ab. Vorzugsweise wird deshalb die Propan zu Propylen-Reaktion so durchgeführt, daß relativ niedrige Umsätze mit Propan bei hohen Selektivitäten zu Propylen erreicht werden. Besonders bevorzugt liegt der Umsatz an Propan im Bereich von 5 bis 40 mol-%, häufig im Bereich von 10 bis 30 mol-%. Hierbei bedeutet der Begriff "Propanumsatz" den Anteil an zugeführtem Propan (Summe aus im Roh-Propan und gegebenenfalls rückgeführtem Kreisgas enthaltenem Propan das beim einfachen Durchgang umgesetzt wird). In der Regel beträgt die Selektivität der Propylenbildung 50 bis 98 mol-%, stärker bevorzugt 80 bis 98 mol-%, wobei der Begriff "Selektivität" die Mole an Propylen bezeichnet, die pro Mol umgesetztem Propan erzeugt werden, ausgedrückt als molarer Prozentsatz.For the heterogeneously catalyzed oxydehydrogenation of propane, the reaction temperature is preferably in the range from 200 to 600 ° C., in particular in the range from 250 to 500 ° C., more preferably in the range from 350 to 440 ° C. The working pressure is preferably in the range from 0.5 to 10 bar, in particular from 1 to 10 bar, more preferably from 1 to 5 bar. Working pressures above 1 bar, for example from 1.5 to 10 bar, have proven to be particularly advantageous. As a rule, the heterogeneously catalyzed oxydehydrogenation of the propane takes place on a fixed catalyst bed. The latter is expediently heaped up in the tubes of a shell-and-tube reactor, as is the case, for example, in EP-A-0 700 893 and in the EP-A-0 700 714 as well as the literature cited in these publications. The average residence time of the reaction gas mixture in the catalyst bed is advantageously 0.5 to 20 seconds. The ratio of propane to oxygen varies appropriately with the desired conversion and the selectivity of the catalyst it is in the range of 0.5: 1 to 40: 1, especially 1: 1 to 6: 1, more preferably 2: 1 to 5: 1. As a rule, the propylene selectivity decreases with increasing propane conversion. The propane to propylene reaction is therefore preferably carried out in such a way that relatively low conversions with propane are achieved with high selectivities to propylene. The conversion of propane is particularly preferably in the range from 5 to 40 mol%, frequently in the range from 10 to 30 mol%. Here, the term "propane conversion" means the proportion of propane supplied (sum of propane contained in the crude propane and possibly recycled cycle gas which is converted in a single pass). Typically, the selectivity of propylene formation is 50 to 98 mol%, more preferably 80 to 98 mol%, the term "selectivity" referring to the moles of propylene that are generated per mole of propane converted, expressed as a molar percentage.

In der Regel enthält das bei der oxidativen Propandehydrierung eingesetzte Ausgangsgemisch 5 bis 95 mol-% Propan (bezogen auf 100 mol-% Ausgangsgemisch). Neben Propan und Sauerstoff kann das Ausgangsgemisch für die heterogen katalysierte Oxidehydrierung auch weitere, insbesondere inerte, Bestandteile wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Stickstoff, Edelgase, andere Kohlenwasserstoffe, z.B. im Roh-Propan enthaltene Nebenbestandteile, und/oder Propylen umfassen. Die heterogene Oxidehydrierung kann auch in Anwesenheit von Verdünnungsmitteln, wie zum Beispiel Wasserdampf, durchgeführt werden.This usually includes in oxidative propane dehydrogenation Starting mixture used 5 to 95 mol% propane (based on 100 mol% starting mixture). In addition to propane and oxygen, the starting mixture for the heterogeneously catalyzed oxydehydrogenation, in particular inert components such as carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen, Noble gases, other hydrocarbons, e.g. contained in the raw propane Incidental ingredients, and / or propylene include. The heterogeneous oxide hydrogenation can also be in the presence of diluents, such as Water vapor become.

Jede beliebige Reaktorsequenz kann zur Durchführung der homogenen Oxidehydrierung oder der heterogen katalysierten Oxidehydrierung des Propans eingesetzt werden, die dem Fachmann bekannt ist. Zum Beispiel kann die Oxidehydrierung in einem einzigen Reakor oder in einer Kaskade aus zwei oder mehreren Reaktoren, zwischen denen gegebenenfalls Sauerstoff eingeführt wird, durchgeführt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die homogene und die heterogen katalysierte Oxidehydrierung miteinander kombiniert zu praktizieren.Any reactor sequence can to carry out homogeneous oxide hydrogenation or heterogeneously catalyzed oxide hydrogenation of propane can be used, which is known to those skilled in the art. For example Oxydehydrogenation can be carried out in a single reactor or in one Cascade of two or more reactors, between which if necessary Oxygen introduced is carried out become. There is also the possibility the homogeneous and the heterogeneously catalyzed oxide hydrogenation with one another combined to practice.

Als mögliche Bestandteile kann das Produktgemisch einer erfindungsgemäßen Propanoxidehydrierung zum Beispiel folgende Komponenten enthalten: Propylen, Propan, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasser, Stickstoff, Sauerstoff, Ethan, Ethen, Methan, Acrolein, Acrylsäure, Ethylenoxid, Butan (z.B. n-Butan oder iso-Butan), Essigsäure, Formaldehyd, Ameisensäure, Propylenoxid und Butene (z.B. Buten-1). In typischer Weise enthält ein bei der erfindungsgemäßen Propanoxidehydrierung erhaltenes Produktgemisch: 5 bis 10 mol-% Propylen, 0,1 bis 2 mol-% Kohlenmonoxid, 1 bis 3 mol-% Kohlendioxid, 4 bis 10 mol.-% Wasser, 0 bis 1 mol.-% Stickstoff, 0,1 bis 0,5 mol-% Acrolein, 0 bis 1 mol.-% Acrylsäure, 0,05 bis 0,2 mol-% Essigsäure, 0,01 bis 0,05 mol-% Formaldehyd, 1 bis 5 mol-% Sauerstoff, 0,1 bis 1,0 mol-% weitere oben genannte Komponenten, sowie als Rest im wesentlichen Propan, jeweils bezogen auf 100 mol-% Produktgemisch.This can be a possible component Product mixture of a propane oxydehydrogenation according to the Examples include the following components: propylene, propane, carbon dioxide, Carbon monoxide, water, nitrogen, oxygen, ethane, ethene, methane, Acrolein, acrylic acid, Ethylene oxide, butane (e.g. n-butane or isobutane), acetic acid, formaldehyde, formic acid, propylene oxide and butenes (e.g. butene-1). Typically, a contains the propane oxydehydrogenation according to the invention Product mixture obtained: 5 to 10 mol% of propylene, 0.1 to 2 mol% Carbon monoxide, 1 to 3 mol% carbon dioxide, 4 to 10 mol% water, 0 to 1 mol% nitrogen, 0.1 to 0.5 mol% acrolein, 0 to 1 mol% Acrylic acid, 0.05 to 0.2 mol% of acetic acid, 0.01 to 0.05 mol% formaldehyde, 1 to 5 mol% oxygen, 0.1 to 1.0 mol% of other components mentioned above, and essentially the remainder Propane, each based on 100 mol% product mixture.

Generell kann die Propandehydrierung in der ersten Reaktionszone auch als eine heterogen katalysierte Propandehydrierung unter weitgehendem Sauerstoffausschluß wie in der DE-A 3313573 , in der WO 01/96270, der DE-A 10131297 oder der DE-A 10211275 beschrieben oder wie folgt durchgeführt werden.In general, the propane dehydrogenation in the first reaction zone can also be used as a heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation with extensive exclusion of oxygen as in the DE-A 3313573 , in WO 01/96270, the DE-A 10131297 or the DE-A 10211275 described or carried out as follows.

Da die heterogen katalysierte Dehydrierreaktion unter Volumenzunahme abläuft, kann der Umsatz durch Erniedrigung des Partialdrucks der Produkte gesteigert werden. Dies läßt sich in einfacher Weise, zum Beispiel durch Dehydrierung bei vermindertem Druck und/oder durch Zumischen von im wesentlichen inerten Verdünnungsgasen, wie zum Beispiel Wasserdampf, erreichen, der für die Dehydrierreaktion im Normalfall ein Inertgas darstellt. Eine Verdünnung mit Wasserdampf bedingt als weiteren Vorteil in der Regel ein vermindertes Verkoken des verwendeten Katalysators, da der Wasserdampf mit gebildetem Koks nach dem Prinzip der Kohlevergasung reagiert. Außerdem kann Wasserdampf als Verdünnungsgas in der nachfolgenden wenigstens einen Oxidations- und/oder Ammoxidationszone (in dieser Schrift als Kurzbezeichnung auch wenigstens eine Partialzone) mitverwendet werden. Wasserdampf läßt sich aber auch in einfacher Weise teilweise oder vollständig aus dem Produktgemisch der Dehydrierung abtrennen (zum Beispiel durch Kondensieren), was die Möglichkeit eröffnet, bei der Weiterverwendung des dabei erhältlichen modifizierten Produktgemisches in der wenigstens eine Partialzone den Anteil des Verdünnungsgases N2 zu erhöhen. Weitere für die heterogen katalysierte Propandehydrierung geeignete Verdünnungsmittel sind zum Beispiel CO, Methan, Ethan, CO2, Stickstoff und Edelgase wie He, Ne und Ar. Alle genannten Verdünnungsmittel können entweder für sich oder in Form unterschiedlichster Gemische mitverwendet werden. Es ist von Vorteil, dass die genannten Verdünnungsmittel in der Regel auch in der wenigstens einen Partialzone geeignete Verdünnungsmittel sind. Generell sind, wie bereits gesagt, sich in der jeweiligen Reaktionszone inert verhaltende (das heißt zu weniger als 5 mol-%, bevorzugt zu weniger als 3 mol-% und noch besser zu weniger als 1 mol-% sich chemisch verändernde) Verdünnungsmittel bevorzugt. Prinzipiell kommen für die heterogen katalysierte Propandehydrierung alle im Stand der Technik bekannten Dehydrierkatalysatoren in Betracht. Sie lassen sich grob in zwei Gruppen unterteilen. Nämlich in solche, die oxidischer Natur sind (zum Beispiel Chromoxid und/oder Aluminiumoxid) und in solche, die aus wenigstens einem auf einem, in der Regel oxidischen, Träger abgeschiedenen, in der Regel vergleichsweise edlen, Metall (zum Beispiel Platin) bestehen.Since the heterogeneously catalyzed dehydrogenation reaction takes place with an increase in volume, the conversion can be increased by lowering the partial pressure of the products. This can be achieved in a simple manner, for example by dehydrogenation under reduced pressure and / or by admixing essentially inert diluent gases, such as water vapor, which is normally an inert gas for the dehydrogenation reaction. A further advantage of dilution with water vapor is generally reduced coking of the catalyst used, since the water vapor reacts with coke formed according to the principle of coal gasification. In addition, water vapor can also be used as the dilution gas in the subsequent at least one oxidation and / or ammoxidation zone (in this document also referred to as a short name at least one partial zone). However, steam can also be partially or completely separated from the dehydrogenation product mixture in a simple manner (for example by condensation), which opens up the possibility of increasing the proportion of the diluent gas N 2 in the at least one partial zone when the modified product mixture obtainable in this way is used further , Further diluents suitable for heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation are, for example, CO, methane, ethane, CO 2 , nitrogen and noble gases such as He, Ne and Ar. All of the diluents mentioned can be used either individually or in the form of a wide variety of mixtures. It is advantageous that the diluents mentioned are generally also suitable diluents in the at least one partial zone. In general, as already stated, diluents which behave inertly (that is to say less than 5 mol%, preferably less than 3 mol% and even better less than 1 mol%) in the respective reaction zone are preferred. In principle, all dehydrogenation catalysts known in the prior art are suitable for the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation. They can be roughly divided into two groups. Namely in those which are oxidic in nature (for example chromium oxide and / or aluminum oxide) and in those which consist of at least one, generally comparatively noble, metal (for example platinum) deposited on a generally oxidic carrier.

Unter anderem können damit alle Dehydrierkatalysatoren eingesetzt werden, die in der WO 01/96270, der EP-A 731077 , der DE-A 10211275 , der DE-A 10131297 , der WO 99/46039, der US-A 4 788 371 , der EP-A-0 705 136 , der WO 99/29420, der US-A 4 220 091 , der US-A 5 430 220 , der US-A 5 877 369 , der EP-A-0 117 146 , der DE-A 199 37 196 , der DE-A 199 37 105 sowie der DE-A 199 37 107 empfohlen werden. Im besonderen können sowohl der Katalysator gemäß Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 3, und Beispiel 4 der DE-A 199 37 107 eingesetzt werden.Among other things, all dehydrogenation catalysts described in WO 01/96270, the EP-A 731077 , the DE-A 10211275 , the DE-A 10131297 , WO 99/46039, the US-A 4 788 371 , the EP-A-0 705 136 , WO 99/29420, the US-A 4,220,091 , the US-A 5 430 220 , the US-A 5 877 369 , the EP-A-0 117 146 , the DE-A 199 37 196 , the DE-A 199 37 105 as well as the DE-A 199 37 107 be recommended. In the be can both the catalyst according to Example 1, Example 2, Example 3, and Example 4 of the DE-A 199 37 107 be used.

Dabei handelt es sich um Dehydrierkatalysatoren, die 10 bis 99,9 Gew.-% Zirkondioxid, 0 bis 60 Gew.-% Aluminiumoxid, Siliciumdioxid und/oder Titandioxid und 0,1 bis 10 Gew.-% mindestens eines Elements der ersten oder zweiten Hauptgruppe, eines Elements der dritten Nebengruppe, eines Elements der achten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, Lanthan und/oder Zinn enthalten, mit der Maßgabe, dass die Summe der Gewichtsprozente 100 Gew.-% ergibt.These are dehydrogenation catalysts, the 10 to 99.9% by weight of zirconium dioxide, 0 to 60% by weight of aluminum oxide, Silicon dioxide and / or titanium dioxide and 0.1 to 10 wt .-% at least an element of the first or second main group, an element the third subgroup, an element of the eighth subgroup of the Periodic table of the elements containing lanthanum and / or tin with the proviso that the sum of the weight percent is 100% by weight.

Zur Durchführung der heterogen katalysierten Propandehydrierung kommen prinzipiell alle im Stand der Technik bekannten Reaktortypen und Verfahrensvarianten in Betracht. Beschreibungen solcher Verfahrensvarianten enthalten zum Beispiel alle bezüglich der Dehydrierkatalysatoren zitierten Schriften des Standes der Technik.To carry out the heterogeneously catalyzed In principle, propane dehydrogenation all come in the prior art known reactor types and process variants into consideration. descriptions such process variants include, for example, all of the Dehydrogenation catalysts cited prior art documents.

Eine vergleichsweise ausführliche Beschreibung von erfindungsgemäß geeigneten Dehydrierverfahren enthält auch "Catalytica® Studies Division, Oxidative Dehydrogenation and Alternative Dehydrogenation Processes, Study Number 4192 OD, 1993, 430 Ferguson Drive, Mountain View, California, 94043–5272 U.S.A..A comparatively comprehensive description of dehydrogenation processes suitable according to the invention also contains "Catalytica® ® Studies Division, Oxidative Dehydrogenation and Alternative Dehydrogenation Processes, Study Number 4192 OD, 1993, 430 Ferguson Drive, Mountain View, California, 94043-5272 USA.

Charakteristisch für die partielle heterogen katalysierte Dehydrierung von Propan ist, dass sie endotherm verläuft. Das heißt, die für die Einstellung der erforderlichen Reaktionstemperatur benötigte Wärme (Energie) muß entweder dem Reaktionsgasausgangsgemisch vorab und/oder im Verlauf der heterogen katalysierten Dehydrierung zugeführt werden.Characteristic of the partial Heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane is endothermic runs. This means, the for the setting of the required reaction temperature required heat (energy) must either the reaction gas starting mixture beforehand and / or in the course of the heterogeneous catalyzed dehydrogenation fed become.

Ferner ist es insbesondere für heterogen katalysierte Dehydrierungen von Propan aufgrund der hohen benötigten Reaktionstemperaturen typisch, dass in geringen Mengen schwersiedende hochmolekulare organische Verbindungen, bis hin zum Kohlenstoff, gebildet werden, die sich auf der Katalysatoroberfläche abscheiden und selbige dadurch deaktivieren. Um diese nachteilige Begleiterscheinung zu minimieren, kann das zur heterogen katalysierten Dehydrierung bei erhöhter Temperatur über die Katalysatoroberfläche zu leitende Propan haltige Reaktionsgasge misch mit Wasserdampf verdünnt werden. Sich abscheidender Kohlenstoff wird unter den so gegebenen Bedingungen nach dem Prinzip der Kohlevergasung teilweise oder vollständig eliminiert.It is also particularly heterogeneous catalyzed dehydrogenation of propane due to the high reaction temperatures required typical that in small quantities high-boiling high molecular weight organic Compounds, right down to carbon, are formed that are on the catalyst surface separate and thereby deactivate it. To this disadvantageous Minimizing side effects can lead to heterogeneously catalyzed Dehydration with increased Temperature above the catalyst surface Propane-containing reaction gas to be mixed with water vapor. Precipitated carbon becomes under the given conditions partially or completely eliminated according to the principle of coal gasification.

Eine andere Möglichkeit, abgeschiedene Kohlenstoffverbindungen zu beseitigen, besteht darin, den Dehydrierkatalysator von Zeit zu Zeit bei erhöhter Temperatur mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas zu durchströmen und damit den abgeschiedenen Kohlenstoff quasi abzubrennen. Eine weitgehende Unterdrückung der Bildung von Kohlenstoffablagerungen ist aber auch dadurch möglich, dass man dem heterogen katalysiert zu dehydrierenden Propan, bevor es bei erhöhter Temperatur über den Dehydrierkatalysator geführt wird, molekularen Wasserstoff zusetzt.Another way, deposited carbon compounds to eliminate is to remove the dehydrogenation catalyst from time at the time of increased To flow through temperature with an oxygen-containing gas and to burn off the deposited carbon. An extensive one suppression The formation of carbon deposits is also possible because one catalyzes the heterogeneous propane to be dehydrogenated before it with increased Temperature above the dehydrogenation catalyst is passed, molecular hydrogen.

Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dem heterogen katalysiert zu dehydrierenden Propan Wasserdampf und molekularen Wasserstoff im Gemisch zuzusetzen. Ein Zusatz von molekularem Wasserstoff zur heterogen katalysierten Dehydrierung von Propan mindert auch die unerwünschte Bildung von Allen (Propadien), Propin und Acetylen als Nebenprodukten.Of course there is also the possibility the heterogeneously catalyzed to dehydrogenated propane steam and add molecular hydrogen in a mixture. An addition of molecular Hydrogen for the heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane also reduces the unwanted Formation of all (propadiene), propyne and acetylene as by-products.

Eine geeignete Reaktorform für die heterogen katalysierte Propandehydrierung ist der Festbettrohr- beziehungsweise Rohrbündelreaktor. Das heißt, der Dehydrierkatalysator befindet sich in einem oder in einem Bündel von Reaktionsrohren als Festbett. Die Reaktionsrohre werden dadurch beheizt, dass im die Reaktionsrohre umgebenden Raum ein Gas, zum Beispiel ein Kohlenwasserstoff wie Methan, verbrannt wird. Günstig ist es, diese direkte Form der Kontaktrohrerwärmung lediglich auf den ersten etwa 20 bis 30% der Festbettschüttung anzuwenden und die verbleibende Schüttungslänge durch die im Rahmen der Verbrennung freigesetzte Strahlungswärme auf die erforderliche Reaktionstemperatur aufzuwärmen. Auf diesem Weg ist eine annähernd isotherme Reaktionsführung erreichbar. Geeignete Reaktionsrohrinnendurchmesser betragen etwa 10 bis 15 cm. Ein typischer Dehydrierrohrbündelreaktor umfaßt 300 bis 1000 Reaktionsrohre. Die Temperatur im Reaktionsrohrinneren bewegt sich im Bereich von 300 bis 700°C, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 700°C. Mit Vorteil wird das Reaktionsgasausgangsgemisch dem Rohrreaktor auf die Reaktionstemperatur vorerwärmt zugeführt. Es ist möglich, dass das Produktgasgemisch das Reaktionsrohr mit einer 50 bis 100°C tiefergelegenen Temperatur verläßt. Diese Ausgangstemperatur kann aber auch höher oder auf gleichem Niveau liegen. Im Rahmen der vorgenannten Verfahrensweise ist die Verwendung von oxidischen Dehydrierkatalysatoren auf der Grundlage von Chrom- und/oder Aluminiumoxid zweckmäßig. Häufig wird man kein Verdünnungsgas mitverwenden, sondern von im wesentlichen alleinigem Roh-Propan als Ausgangsreaktionsgas ausgehen. Auch der Dehydrierkatalysator wird meist unverdünnt angewandt.A suitable reactor form for the heterogeneous Catalyzed propane dehydrogenation is the fixed-bed tube or Tube reactor. This means, the dehydrogenation catalyst is in or in a bundle of Reaction tubes as a fixed bed. The reaction tubes are thereby heated that in the space surrounding the reaction tubes a gas to Example a hydrocarbon like methane is burned. Is cheap it, this direct form of contact tube heating only at first about 20 to 30% of the fixed bed apply and the remaining bed length by the under the Radiation released radiant heat to the required reaction temperature warm. In this way there is an approximation isothermal reaction control reachable. Suitable inner tube diameters are about 10 up to 15 cm. A typical dehydrogenation tube bundle reactor comprises 300 to 1000 reaction tubes. The temperature inside the reaction tube moves range from 300 to 700 ° C, preferably in the range from 400 to 700 ° C. The reaction gas starting mixture is advantageous fed to the tubular reactor preheated to the reaction temperature. It is possible, that the product gas mixture the reaction tube with a 50 to 100 ° C lower Temperature leaves. This The initial temperature can also be higher or at the same level. In the context of the above procedure, the use of oxidic dehydrogenation catalysts based on chromium and / or aluminum oxide appropriate. Frequently no diluent gas use, but from essentially the only raw propane go out as the starting reaction gas. The dehydrogenation catalyst too is usually undiluted applied.

Großtechnisch kann man mehrere (z.B. drei) solcher Rohrbündelreaktoren parallel betreiben. Dabei können sich erfindungsgemäß gegebenenfalls zwei dieser Reaktoren im Dehydrierbetrieb befinden, während in einem dritten Reaktor die Katalysatorbeschickung regeneriert wird, ohne dass der Betrieb in der wenigstens einen Partialzone leidet.On an industrial scale, you can do several (e.g. three) of such tube bundle reactors operate in parallel. You can if necessary according to the invention two of these reactors are in dehydration mode while in a catalyst is regenerated in a third reactor, without the operation in the at least one partial zone suffering.

Eine solche Verfahrensweise ist beispielsweise bei dem in der Literatur bekannten BASF-Linde Propan-Dehydrierverfahren zweckmäßig. Erfindungsgemäß ist es aber von Bedeutung, dass die Verwendung eines solchen Rohrbündelreaktors ausreichend ist.Such a procedure is useful, for example, in the BASF-Linde propane dehydrogenation process known in the literature. According to the invention, however, it is important that the use of egg Such a tube bundle reactor is sufficient.

Eine solche Verfahrensweise ist auch beim sog. "steam active reforming (STAR) process" anwendbar, der von der Phillips Petroleum Co. entwickelt wurde (vergleiche zum Beispiel US-A 4 902 849 , US-A 4 996 387 und US-A 5 389 342 ). Als Dehydrierkatalysator wird im STAR-Prozess mit Vorteil Promotoren enthaltendes Platin auf Zink (Magnesium) Spinell als Träger angewendet (vergleiche zum Beispiel US-A 5 073 662 ). Im Unterschied zum BASF-Linde Propan-Dehydrierverfahren wird das zu dehydrierende Propan beim STAR-Prozess mit Wasserdampf verdünnt. Typisch ist ein molares Verhältnis von Wasserdampf zu Propan im Bereich von 4 bis 6. Der Reaktorausgangsdruck liegt häufig bei 3 bis 8 atm und die Reaktionstemperatur wird zweckmäßig zu 480 bis 620°C gewählt. Typische Katalysatorbelastungen mit dem totalen Reaktionsgasgemisch liegen bei 0,5 bis 10 h–1 (LHSV).Such a procedure can also be used in the so-called "steam active reforming (STAR) process", which was developed by Phillips Petroleum Co. (cf. for example US-A 4,902,849 . US-A 4,996,387 and US-A 5 389 342 ). Platinum on zinc (magnesium) spinel containing promoters is advantageously used as the dehydrogenation catalyst in the STAR process (see for example US-A 5 073 662 ). In contrast to the BASF-Linde propane dehydrogenation process, the propane to be dehydrated is diluted with water vapor in the STAR process. A molar ratio of water vapor to propane in the range from 4 to 6 is typical. The reactor outlet pressure is frequently 3 to 8 atm and the reaction temperature is expediently chosen to be 480 to 620 ° C. Typical catalyst loads with the total reaction gas mixture are 0.5 to 10 h -1 (LHSV).

Die heterogen katalysierte Propandehydrierung kann auch im Wanderbett gestaltet werden. Beispielsweise kann das Katalysatorwanderbett in einem Radialstromreaktor untergebracht sein. In selbigem bewegt sich der Katalysator langsam von oben nach unten, während das Reaktionsgasgemisch radial fließt. Diese Verfahrensweise wird beispielsweise im sogenannten UOP-Oleflex-Dehydrierverfahren angewandt. Da die Reaktoren bei diesem Verfahren quasi adiabat betrieben werden, ist es zweckmäßig, mehrere Reaktoren als Kaskade hintereinander geschaltet zu betreiben (in typischer Weise bis zu vier). Dadurch lassen sich zu hohe Unterschiede der Temperaturen des Reaktionsgasgemisches am Reaktoreingang und am Reaktorausgang vermeiden (bei der adiabaten Betriebsweise fungiert das Reaktionsgasausgangsgemisch als Wärmeträger, von dessen Wärmeinhalt der Abfall der Reaktionstemperatur abhängig ist) und trotzdem ansprechende Gesamtumsätze erzielen.The heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation can also be designed in a walking bed. For example, that Catalyst moving bed housed in a radial flow reactor his. In the same, the catalyst slowly moves upwards down while the reaction gas mixture flows radially. This procedure will used for example in the so-called UOP-Oleflex dehydrogenation process. Since the reactors are operated practically adiabatically in this process, it is appropriate to have several To operate reactors connected in series as a cascade (in typically up to four). This allows differences that are too high the temperatures of the reaction gas mixture at the reactor inlet and Avoid at the reactor outlet (works in adiabatic mode the reaction gas starting mixture as a heat transfer medium, from its heat content the drop in reaction temperature is dependent) and still appealing total sales achieve.

Wenn das Katalysatorbett den Wanderbettreaktor verlassen hat, wird es der Regenerierung zugeführt und anschließend wiederverwendet. Als Dehydrierkatalysator kann für dieses Verfahren zum Beispiel ein kugelförmiger Dehydrierkatalysator eingesetzt werden, der im wesentlichen aus Platin auf kugelförmigem Aluminiumoxidträger besteht. Bei der UOP-Variante wird dem zu dehydrierenden Propan Wasserstoff zugefügt, um eine vorzeitige Katalysatoralterung zu vermeiden. Der Arbeitsdruck liegt typisch bei 2 bis 5 atm. Das Wasserstoff zu Propan-Verhältnis (das molare) beträgt zweckmäßig 0,1 bis 1. Die Reaktionstemperaturen liegen bevorzugt bei 550 bis 650°C und die Kontaktzeit des Katalysators mit Reaktionsgasgemisch wird zu etwa 2 bis 6 h–1 gewählt.When the catalyst bed has left the moving bed reactor, it is fed to the regeneration and then reused. A spherical dehydrogenation catalyst which essentially consists of platinum on a spherical alumina support can be used as the dehydrogenation catalyst for this process. In the UOP variant, hydrogen is added to the propane to be dehydrogenated in order to avoid premature catalyst aging. The working pressure is typically 2 to 5 atm. The hydrogen to propane ratio (the molar) is expediently 0.1 to 1. The reaction temperatures are preferably 550 to 650 ° C. and the contact time of the catalyst with the reaction gas mixture is selected to be about 2 to 6 h −1 .

Bei den beschriebenen Festbettverfahren kann die Katalysatorgeometrie ebenfalls kugelförmig, aber auch zylindrisch (hohl oder voll) oder anderweitig geometrisch gestaltet sein.In the fixed bed process described The catalyst geometry can also be spherical, but also cylindrical (hollow or full) or otherwise geometrically designed.

Als weitere Verfahrensvariante für die heterogen katalysierte Propandehydrierung beschreibt Proceedings De Witt, Petrochem. Review, Houston, Texas, 1992 a, N1 die Möglichkeit einer heterogen katalysierten Propandehydrierung im Wirbelbett, bei der das Propan nicht verdünnt wird.As a further process variant for the heterogeneous catalyzed propane dehydrogenation is described by Proceedings De Witt, Petrochem. Review, Houston, Texas, 1992 a, N1 the possibility a heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation in a fluidized bed, where the propane is not diluted becomes.

Erfindungsgemäß können dabei z.B. zwei Wirbelbetten nebeneinander betrieben werden, von denen sich eines ohne negative Auswirkungen auf den Gesamtprozess zeitweise im Zustand der Regenerierung befinden kann. Als Aktivmasse kommt dabei Chromoxid auf Aluminiumoxid zum Einsatz. Der Arbeitsdruck beträgt typisch 1 bis 2 atm und die Dehydriertemperatur liegt in der Regel bei 550 bis 600°C. Die für die Dehydrierung erforderliche Wärme wird dadurch in das Reaktionssystem eingebracht, dass der Dehydrierkatalysator auf die Reaktionstemperatur vorerhitzt wird. Die vorstehende Dehydrierweise ist in der Literatur auch als Snamprogetti-Yarsintez Verfahren bekannt.According to the invention, e.g. two fluid beds operated side by side, one of which is without negative Effects on the overall process temporarily in the state of regeneration can be located. Chromium oxide on aluminum oxide is used as the active substance for use. The working pressure is typically 1 to 2 atm and the dehydration temperature is usually 550 to 600 ° C. The one for dehydration required heat is introduced into the reaction system in that the dehydrogenation catalyst the reaction temperature is preheated. The above dehydration mode is also known in the literature as the Snamprogetti-Yarsintez process.

Alternativ zu den vorstehend beschriebenen Verfahrensweisen kann die heterogen katalysierte Propandehydrierung unter weitgehendem Sauerstoffausschluß auch nach einem von ABB Lummus Crest entwickelten Verfahren realisiert werden (vergleiche Proceedings De Witt, Petrochem. Review, Houston, Texas, 1992, P1).Alternatively to those described above Procedures can be heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation with extensive exclusion of oxygen even after one from ABB Lummus Crest developed procedures can be realized (see Proceedings De Witt, Petrochem. Review, Houston, Texas, 1992, P1).

Den bisher beschriebenen heterogen katalysierten Dehydrierverfahren des Propans unter weitgehendem Sauerstoffausschluß ist gemein, dass sie bei Propanumsätzen von ≥ 30 mol-% (in der Regel ≤ 60 mol-%) betrieben werden (bezogen auf einmaligen Reaktionszonendurchgang). Erfindungsgemäß von Vorteil ist es, dass es ausreichend ist, einen Propanumsatz von ≥ 5 mol-% bis ≤ 30 mol-% oder ≤ 25 mol-%, zu erzielen. Das heißt, die heterogen katalysierte Propandehydrierung kann auch bei Propanumsätzen von 10 bis 20 mol-% betrieben werden (die Umsätze beziehen sich auf einmaligen Reaktionszonendurchgang). Dies rührt unter anderem daher, dass die verbliebene Menge an nicht umgesetztem Propan in der nachfolgenden wenigstens einen Partialzone im wesentlichen als inertes Verdünnungsgas fungiert und später weitgehend verlustfrei in die Dehydrierzone und/oder in die wenigstens eine Partialzone rückgeführt werden kann.The heterogeneous described so far catalyzed dehydrogenation of propane under extensive Is oxygen exclusion common that they have in propane sales from ≥ 30 mol% (usually ≤ 60 mol%) are operated (based on a single reaction zone passage). An advantage according to the invention it is sufficient to have a propane conversion of ≥ 5 mol% to ≤ 30 mol% or ≤ 25 mol%. This means, the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation can also be used for propane conversions of 10 to 20 mol% operated (the sales refer to one-off Reaction zone pass). This is moving among other things, that the remaining amount of unconverted Propane in the subsequent at least one partial zone essentially as an inert diluent gas acts and later largely lossless in the dehydrogenation zone and / or in the least a partial zone can be returned can.

Für die Realisierung der vorgenannten Propanumsätze ist es günstig, die heterogen katalysierte Propandehydrierung bei einem Arbeitsdruck von 0,3 bis 3 atm durchzuführen. Ferner ist es günstig, das heterogen katalytisch zu dehydrierende Propan mit Wasserdampf zu verdünnen. So ermöglicht die Wärmekapazität des Wassers einerseits, einen Teil der Auswirkung der Endothermie der Dehydrierung auszugleichen und andererseits reduziert die Verdünnung mit Wasserdampf den Edukt- und Produktpartialdruck, was sich günstig auf die Gleichgewichtslage der Dehydrierung auswirkt. Ferner wirkt sich die Wasserdampfmitverwendung, wie bereits erwähnt, vorteilhaft auf die Standzeit von Edelmetall enthaltenden Dehydrierkatalysatoren aus. Bei Bedarf kann als weiterer Bestandteil auch molekularer Wasserstoff zugegeben werden. Das molare Verhältnis von molekularem Wasserstoff zu Propan ist dabei in der Regel ≤ 5. Das molare Verhältnis von Wasserdampf zu Propan kann demnach mit vergleichsweise geringem Propanumsatz ≥ 0 bis 30, zweckmäßig 0,1 bis 2 und günstig 0,5 bis 1 betragen. Als günstig für eine Verfahrensweise mit niederem Propanumsatz erweist es sich auch, dass bei einmaligem Reaktordurchgang des Reaktionsgases lediglich eine vergleichsweise niedrige Wärmemenge verbraucht wird und zur Umsatzerzielung bei einmaligem Reaktordurchgang vergleichsweise niedrige Reaktionstemperaturen ausreichend sind.For the realization of the aforementioned propane conversions, it is favorable to carry out the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation at a working pressure of 0.3 to 3 atm. It is also advantageous to dilute the propane to be dehydrogenated heterogeneously catalytically with water vapor. On the one hand, the heat capacity of the water makes it possible to compensate for part of the effect of the endothermic energy of the dehydrogenation, and on the other hand, dilution with water vapor reduces the educt and product partial pressure, which has a favorable effect on the equilibrium position of the dehydrogenation. Furthermore, the use of water vapor, as already mentioned, has an advantageous effect on the service life of dehydrogenation catalysts containing noble metal. If necessary Molecular hydrogen can also be added as a further component. The molar ratio of molecular hydrogen to propane is generally 5. 5. The molar ratio of water vapor to propane can accordingly be 0 0 to 30 with a comparatively low propane conversion, advantageously 0.1 to 2 and advantageously 0.5 to 1. It has also proven to be favorable for a procedure with a low propane conversion that only a comparatively low amount of heat is consumed when the reaction gas is passed once and that comparatively low reaction temperatures are sufficient to achieve conversion with a single pass of the reactor.

Es kann daher zweckmäßig sein, die Propandehydrierung mit vergleichsweise geringem Propanumsatz (quasi) adiabat durchzuführen. Das heißt, man wird das Reaktionsgasausgangsgemisch in der Regel zunächst auf eine Temperatur von 500 bis 700°C (beziehungsweise von 550 bis 650°C) erhitzen (zum Beispiel durch Direktbefeuerung der es umgebenden Wandung). Im Normalfall wird dann ein einziger adiabater Durchgang durch ein Katalysatorbett ausreichend sein, um den gewünschten Umsatz zu erzielen, wobei sich das Reaktionsgasgemisch um etwa 30°C bis 200°C (je nach Umsatz und Verdünnung) abkühlen wird. Ein Beisein von Wasserdampf als Wärmeträger macht sich auch unter dem Gesichtspunkt einer adiabaten Fahrweise vorteilhaft bemerkbar. Die niedrigere Reaktionstemperatur ermöglicht längere Standzeiten des verwendeten Katalysatorbetts.It can therefore be useful propane dehydrogenation with comparatively low propane conversion (quasi) adiabatic. This means, the reaction gas starting mixture is generally initially based on a temperature of 500 to 700 ° C (or from 550 to 650 ° C) heat (for example by directly firing the surrounding area Wall). Normally there will be a single adiabatic passage through a catalyst bed may be sufficient to achieve the desired To achieve sales, the reaction gas mixture by about 30 ° C to 200 ° C (depending on Conversion and dilution) cooling down becomes. A presence of water vapor as a heat carrier is also evident under the The aspect of an adiabatic driving style is noticeably noticeable. The lower reaction temperature allows longer service life of the used Catalyst bed.

Prinzipiell ist die heterogen katalysierte Propandehydrierung mit vergleichsweise geringem Propanumsatz, ob adiabat oder isotherm gefahren, sowohl in einem Festbettreaktor als auch in einem Wanderbett- oder Wirbelbettreaktor durchführbar.In principle, the heterogeneously catalyzed Propane dehydration with comparatively low propane conversion, whether adiabatic or isothermal, both in a fixed bed reactor as well as in a moving bed or fluidized bed reactor.

Bemerkenswerterweise ist beim erfindungsgemäßen Verfahren zu ihrer Realisierung, insbesondere im adiabatischen Betrieb, ein einzelner Schachtofenreaktor als Festbettreaktor ausreichend, der vom Reaktionsgasgemisch axial und/oder radial durchströmt wird.It is noteworthy in the method according to the invention for their implementation, especially in adiabatic operation single shaft furnace reactor as a fixed bed reactor sufficient is flowed through axially and / or radially by the reaction gas mixture.

Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um ein einziges geschlossenes Reaktionsvolumen, zum Beispiel einen Behälter, dessen Innendurchmesser 0,1 bis 10 m, eventuell auch 0,5 bis 5 m beträgt und in welchem das Katalysatorfestbett auf einer Trägervorrichtung (zum Beispiel ein Gitterrost) aufgebracht ist. Das mit Katalysator beschickte Reaktionsvolumen, das im adiabaten Betrieb wärmeisoliert ist, wird dabei mit dem heißen, Propan enthaltenden, Reaktionsgas axial durchströmt. Die Katalysatorgeometrie kann dabei sowohl kugelförmig als auch ringförmig oder strangförmig sein. Da in diesem Fall das Reaktionsvolumen durch einen sehr kostengünstigen Apparat zu realisieren ist, sind alle Katalysatorgeometrien, die einen besonders niedrigen Druckverlust aufweisen, zu bevorzugen. Das sind vor allem Katalysatorgeometrien, die zu einem großen Hohlraumvolumen führen oder strukturiert aufgebaut sind, wie zum Beispiel Monolithe bzw. Wabenkörper. Zur Verwirklichung einer radialen Strömung des Propan enthaltenden Reaktionsgases kann der Reaktor zum Beispiel aus zwei in einer Mantelhülle befindlichen, konzentrisch ineinander gestellten, zylindrischen Gitterrosten bestehen und die Katalysatorschüttung in deren Ringspalt angeordnet sein. Im adiabaten Fall wäre die Metallhülle gegebenenfalls wiederum thermisch isoliert.In the simplest case it is doing so by a single closed reaction volume, for example a container, whose inner diameter 0.1 to 10 m, possibly also 0.5 to 5 m is and in which the fixed catalyst bed on a support device (for example a grating) is applied. The one with a catalyst charged reaction volume that insulates in adiabatic operation is with the hot, Propane-containing, reaction gas flows axially. The catalyst geometry can be both spherical as well as circular or strand-like his. Because in this case the reaction volume is very economical Apparatus that can be realized are all catalyst geometries that have a particularly low pressure drop, to be preferred. These are primarily catalyst geometries that result in a large void volume to lead or have a structured structure, such as monoliths or Honeycombs. To realize a radial flow of the propane containing The reactor can, for example, contain two reaction gases in a jacket, there are concentric cylindrical grids and the catalyst bed be arranged in the annular gap. In the adiabatic case, the metal shell might be again thermally insulated.

Als Katalysatorbeschickung für eine heterogen katalysierte Propandehydrierung mit vergleichsweise geringem Propanumsatz bei einmaligem Durchgang eignen sich insbesondere die in der DE-A 199 37 107 offenbarten, vor allem alle beispielhaft offenbarten, Katalysatoren.As a catalyst feed for a heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation with a comparatively low propane conversion in a single pass are particularly suitable in the DE-A 199 37 107 disclosed, especially all exemplified disclosed catalysts.

Nach längerer Betriebsdauer sind vorgenannte Katalysatoren zum Beispiel in einfacher Weise dadurch regenerierbar, dass man bei einer Eintrittstemperatur von 300 bis 600°C, häufig bei 400 bis 550°C, zunächst in ersten Regenerierungsstufen mit Stickstoff und/oder Wasserdampf (bevorzugt) verdünnte Luft über das Katalysatorbett leitet. Die Katalysatorbelastung mit Regeneriergas kann da bei z.B. 50 bis 10000 h–1 und der Sauerstoffgehalt des Regeneriergases 0,5 bis 20 Vol.-% betragen.After a longer period of operation, the aforementioned catalysts can be regenerated in a simple manner, for example, by first diluting air with nitrogen and / or water vapor (preferably) at an inlet temperature of 300 to 600 ° C, often at 400 to 550 ° C the catalyst bed conducts. The catalyst load with regeneration gas can be, for example, from 50 to 10,000 h −1 and the oxygen content of the regeneration gas can be 0.5 to 20% by volume.

In nachfolgenden weiteren Regenerierungsstufen kann unter ansonsten gleichen Regenerierbedingungen als Regeneriergas Luft verwendet werden. Anwendungstechnisch zweckmäßig empfiehlt es sich, den Katalysator vor seiner Regenerierung mit Inertgas (zum Beispiel N2) zu spülen.In subsequent further regeneration stages, air can be used as the regeneration gas under otherwise identical regeneration conditions. Appropriately from an application point of view, it is advisable to purge the catalyst with inert gas (for example N 2 ) before it is regenerated.

Anschließend ist es in der Regel empfehlenswert, noch mit reinem molekularen Wasserstoff oder mit durch Inertgas (vorzuggweise Wasserdampf) verdünntem molekularem Wasserstoff (der Wasserstoffgehalt sollte ≥ 1 Vol.-% betragen) im ansonsten gleichen Bedingungsraster zu regenerieren.Afterwards it is usually recommended still with pure molecular hydrogen or with inert gas (preferably water vapor) diluted molecular hydrogen (the hydrogen content should be ≥ 1 vol .-% to regenerate) in the otherwise identical condition grid.

Die heterogen katalysierte Propandehydrierung mit vergleichsweise geringem Propanumsatz (≤ 30 mol-%) kann in allen Fällen bei den gleichen Katalysatorbelastungen (sowohl das Reaktionsgas insgesamt, als auch das in selbigem enthaltende Propan betreffend) betrieben werden wie die Varianten mit hohem Propanumsatz (> 30 mol-%). Diese Belastung mit Reaktionsgas kann zum Beispiel 100 bis 10000 h–1, häufig 300 bis 5000 h–1, das heißt vielfach etwa 500 bis 3000 h–1 betragen.The heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation with comparatively low propane conversion (≤ 30 mol%) can in all cases be operated under the same catalyst loads (both for the reaction gas as a whole and for the propane contained in it) as the variants with high propane conversion (> 30 mol -%). This exposure to reaction gas can be, for example, 100 to 10,000 h -1 , frequently 300 to 5000 h -1 , that is to say in many cases approximately 500 to 3000 h -1 .

In besonders eleganter Weise läßt sich die heterogen katalysierte Propandehydrierung mit vergleichsweise geringem Propanumsatz in einem Hordenreaktor verwirklichen.In a particularly elegant way the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation with comparative Realize low propane conversion in a tray reactor.

Dieser enthält räumlich aufeinanderfolgend mehr als ein die Dehydrierung katalysierendes Katalysatorbett. Die Katalysatorbettanzahl kann 1 bis 20, zweckmäßig 2 bis 8, aber auch 3 bis 6 betragen. Die Katalysatorbetten sind vorzugsweise radial oder axial hintereinander angeordnet. Anwendungstechnisch zweckmäßig wird in einem solchen Hordenreaktor der Katalysatorfestbetttyp angewendet.This contains more spatially in succession as a catalyst bed catalyzing the dehydrogenation. The number of catalyst beds can 1 to 20, suitably 2 to 8, but also 3 to 6. The catalyst beds are preferred arranged radially or axially one behind the other. application point becomes appropriate used in such a tray reactor of the fixed catalyst bed type.

Im einfachsten Fall sind die Katalysatorfestbetten in einem Schachtofenreaktor axial oder in den Ringspalten von zentrisch ineinandergestellten zylindrischen Gitterrosten angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Ringspalte in Segmenten übereinander anzuordnen und das Gas nach radialem Durchtritt in einem Segment in das nächste darüber- oder darunterliegende Segment zu führen.In the simplest case, the fixed catalyst beds are in a shaft furnace reactor axially or in the annular gaps from centric arranged in cylindrical grids. It is however also possible the annular gaps one above the other in segments arrange and the gas after radial passage in a segment in the next about that- or lead segment below.

In zweckmäßiger Weise wird das Reaktionsgasgemisch auf seinem Weg von einem Katalysatorbett zum nächsten Katalysatorbett, zum Beispiel durch Überleiten mit heißen Gasen erhitzte Wärmetauscher rippen oder durch Leiten durch mit heißen Brenngasen erhitzte Rohre, im Hordenreaktor einer Zwischenerhitzung unterworfen.The reaction gas mixture is expediently on its way from one catalyst bed to the next catalyst bed, to Example by transfer with hot Gases or heated heat exchangers by passing through with hot Fuel gases heated pipes, in the tray reactor of an intermediate heating subjected.

Wird der Hordenreaktor im übrigen adiabat betrieben, ist es für die gewünschten Propanumsätze (≤ 30 mol-%) insbesondere bei Verwendung der in der DE-A 199 37 107 beschriebenen Katalysatoren, insbesondere der beispielhaften Ausführungsformen, ausreichend, das Reaktionsgasgemisch auf eine Temperatur von 450 bis 550°C vorerhitzt in den Dehydrierreaktor zu führen und innerhalb des Hordenreaktors in diesem Temperaturbereich zu halten. Das heißt, die gesamte Propandehydrierung ist so bei äußerst niederen Temperaturen zu verwirklichen, was sich für die Standzeit der Katalysatorfestbetten zwischen zwei Regenerierungen als besonders günstig erweist.If the tray reactor is operated adiabatically, it is necessary for the desired propane conversions (≤ 30 mol%), especially when using the DE-A 199 37 107 described catalysts, in particular of the exemplary embodiments, sufficient to preheat the reaction gas mixture to a temperature of 450 to 550 ° C. in the dehydrogenation reactor and to keep it within this temperature range within the tray reactor. This means that the entire propane dehydrogenation can be carried out at extremely low temperatures, which has proven particularly favorable for the service life of the fixed catalyst beds between two regenerations.

Noch geschickter ist es, die vorstehend geschilderte Zwischenerhitzung auf direktem Weg durchzuführen (autotherme Fahrweise). Dazu wird dem Reaktionsgasgemisch entweder bereits vor Durchströmung des ersten Katalysatorbettes und/oder zwischen den nachfolgenden Katalysatorbetten in begrenztem Umfang molekularer Sauerstoff zugesetzt. Je nach verwendetem Dehydrierkatalysator wird so eine begrenzte Verbrennung der im Reaktionsgasgemisch enthaltenen Kohlenwasserstoffe, gegebenenfalls bereits auf der Katalysatoroberfläche abgeschiedener Kohle beziehungsweise kohleähnlicher Verbindungen und/oder von im Verlauf der heterogen katalysierten Propandehydrierung gebildetem und/oder dem Reaktionsgasgemisch zugesetztem Wasserstoff bewirkt (es kann auch anwendungstechnisch zweckmäßig sein, im Hordenreaktor Katalysatorbetten einzufügen, die mit Katalysator beschickt sind, der spezifisch (selektiv) die Verbrennung von Wasserstoff (und/oder von Kohlenwasserstoff) katalysiert (als solche Katalysatoren kommen zum Beispiel jene der Schriften US-A 4 788 371 , US-A 4 886 928 , US-A 5 430 209 , US-A 5 530 171 , US-A 5 527 979 und US-A 5 563 314 in Betracht; beispielsweise können solche Katalysatorbetten in alternierender Weise zu den Dehydrierkatalysator enthaltenden Betten im Hordenreaktor untergebracht sein). Die dabei freigesetzte Reaktionswärme ermöglicht so auf quasi autotherme Weise eine nahezu isotherme Betriebsweise der heterogen katalysierten Propandehydrierung. Mit zunehmender gewählter Verweilzeit des Reaktionsgases im Katalysatorbett ist so eine Propandehydrierung bei abnehmender oder im wesentlichen konstanter Temperatur möglich, was besonders lange Standzeiten zwischen zwei Regenerierungen ermöglicht.It is even more clever to carry out the intermediate heating described above in a direct way (autothermal driving style). To this end, molecular oxygen is added to the reaction gas mixture either already before flowing through the first catalyst bed and / or between the subsequent catalyst beds to a limited extent. Depending on the dehydrogenation catalyst used, a limited combustion of the hydrocarbons contained in the reaction gas mixture, possibly carbon or coal-like compounds already deposited on the catalyst surface and / or of hydrogen formed in the course of the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation and / or added to the reaction gas mixture is brought about (it can also be useful in terms of application technology) be to insert in the tray reactor catalyst beds which are charged with a catalyst which specifically (selectively) catalyzes the combustion of hydrogen (and / or hydrocarbon) (such catalysts come, for example, from the documents US-A 4 788 371 . US-A 4 886 928 . US-A 5 430 209 . US-A 5 530 171 . US-A 5 527 979 and US-A 5 563 314 into consideration; for example, such catalyst beds can be accommodated in the tray reactor in an alternating manner to the beds containing dehydrogenation catalyst). The heat of reaction released thereby enables, in a quasi-autothermal manner, an almost isothermal mode of operation of the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation. With increasing selected residence time of the reaction gas in the catalyst bed, propane dehydrogenation is possible with decreasing or essentially constant temperature, which enables particularly long standing times between two regenerations.

In der Regel sollte eine wie vorstehend beschriebene Sauerstoffeinspeisung so vorgenommen werden, dass der Sauerstoffgehalt des Reaktionsgasgemisches, bezogen auf die darin enthaltene Menge an Propan und Propylen, 0,5 bis 30 Vol.-% beträgt. Als Sauerstoffquelle kommen dabei sowohl reiner molekularer Sauerstoff oder mit Inertgas, zum Beispiel CO, CO2, N2, Edelgase, verdünnter Sauerstoff, insbesondere aber auch Luft, in Betracht. Die resultierenden Verbrennungsgase wirken in der Regel zusätzlich verdünnend und fördern dadurch die heterogen katalysierte Propandehydrierung.As a rule, an oxygen feed as described above should be carried out so that the oxygen content of the reaction gas mixture, based on the amount of propane and propylene contained therein, is 0.5 to 30% by volume. Both pure molecular oxygen or with inert gas, for example CO, CO 2 , N 2 , noble gases, diluted oxygen, but in particular also air, can be considered as the oxygen source. The resulting combustion gases usually have an additional dilution effect and thus promote heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation.

Die Isothermie der heterogen katalysierten Propandehydrierung läßt sich dadurch weiter verbessern, dass man im Hordenreaktor in den Räumen zwischen den Katalysatorbetten geschlossene, vor ihrer Füllung günstigerweise aber nicht notwendigerweise evakuierte, Einbauten (zum Beispiel rohrförmige), anbringt. Derartige Einbauten können auch ins jeweilige Katalysatorbett gestellt werden. Diese Einbauten enthalten geeignete Feststoffe oder Flüssigkeiten, die oberhalb einer bestimmten Temperatur verdampfen oder schmelzen und dabei Wärme verbrauchen und dort, wo diese Temperatur unterschritten wird, wieder kondensieren und dabei Wärme freisetzen.The isothermal of the heterogeneously catalyzed Propane dehydrogenation can further improve that in the tray reactor in the spaces between closed the catalyst beds, but advantageously not necessarily before their filling evacuated, internals (for example tubular), attaches. such Built-in can can also be placed in the respective catalyst bed. These internals contain suitable solids or liquids above one evaporate or melt at a certain temperature while consuming heat and condense again where this temperature falls below and warmth release.

Eine Möglichkeit, das Reaktionsgasausgangsgemisch für die heterogen katalysierte Propandehydrierung auf die benötigte Reaktionstemperatur zu erwärmen, besteht auch darin, einen Teil des darin enthaltenen Propans und/oder H2 mittels molekularem Sauerstoff zu verbrennen (zum Beispiel an geeigneten spezifisch wirkenden Verbrennungskatalysatoren, zum Beispiel durch einfaches Überleiten und/oder Durchleiten) und mittels der so freigesetzten Verbrennungswärme die Erwärmung auf die gewünschte Reaktionstemperatur zu bewirken. Die resultierenden Verbrennungsprodukte, wie CO2, H2O sowie das den für die Verbrennung benötigten molekularen Sauerstoff gegebenenfalls begleitende N2 bilden vorteilhaft inerte Verdünnungsgase.One way of heating the reaction gas starting mixture for the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation to the required reaction temperature is also to burn part of the propane and / or H 2 contained therein by means of molecular oxygen (for example on suitable specific-action combustion catalysts, for example by simple means Transfer and / or pass through) and by means of the heat of combustion thus released to bring about the heating to the desired reaction temperature. The resulting combustion products, such as CO 2 , H 2 O and the N 2 which may accompany the molecular oxygen required for the combustion, advantageously form inert diluent gases.

Besonders elegant läßt sich die vorgenannte Wasserstoffverbrennung wie in der DE-A 10211275 beschrieben realisieren. D.h., in einem Verfahren der kontinuerlichen heterogen katalysierten partiellen Dehydrierung von Propan in der Gasphase, bei dem

  • – einer Reaktionszone ein das zu dehydrierende Propan enthaltendes Reaktionsgas kontinuierlich zugeführt wird,
  • – das Reaktionsgas in der Reaktionszone über wenigstens ein Katalysatorfestbett geführt wird, an welchem durch katalytische Dehydrierung molekularer Wasserstoff und wenigstens partiell Propylen gebildet werden,
  • – dem Reaktionsgas vor und/oder nach Eintritt in die Reaktionszone wenigstens ein molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas zugesetzt wird,
  • – der molekulare Sauerstoff in der Reaktionszone im Reaktionsgas enthaltenen molekularen Wasserstoff teilweise zu Wasserdampf oxidiert und
  • – der Reaktionszone ein Produktgas entnommen wird, das molekularen Wasserstoff, Wasserdampf, Propylen und Propan enthält,

das dadurch gekennzeichnet ist, daß das der Reaktionszone entnommene Produktgas in zwei Teilmengen identischer Zusammensetzung aufgeteilt und eine der beiden Teilmengen als Kreisgas in die Dehydrierreaktionszone zurückgeführt und die andere Teilmenge erfindungsgemäß als Gasgemisch 1 weiterverwendet wird.The aforementioned hydrogen combustion can be particularly elegant as in the DE-A 10211275 realize described. That is, in a process of continuous heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of propane in the gas phase, in which
  • A reaction gas containing the reaction gas to be dehydrogenated is fed continuously,
  • The reaction gas is passed in the reaction zone over at least one fixed catalyst bed, on which molecular hydrogen and at least partially propylene are formed by catalytic dehydrogenation,
  • At least one gas containing molecular oxygen is added to the reaction gas before and / or after entering the reaction zone,
  • - The molecular oxygen in the reaction gas contained in the reaction gas partially oxidized to water vapor and
  • A product gas which contains molecular hydrogen, water vapor, propylene and propane is withdrawn from the reaction zone,

which is characterized in that the product gas withdrawn from the reaction zone is divided into two portions of identical composition and one of the two portions is recycled as circulating gas into the dehydrogenation reaction zone and the other portion is used according to the invention as gas mixture 1.

Diese Verfahrensvariante ist insbesondere dann zu bevorzugen, wenn man in die Dehydrierzone als weitere Propanquelle neben Roh-Propan aus der wenigstens einen Partialzone stammendes, Propan und gegebenenfalls Propylen enthaltendes Kreisgas (das gegebenenfalls einer Nebenkomponentenabtrennung (z.B. C4-Kohlenwasserstoffe wie Buten-1) unterworfen wurde) führt. Dies gilt vor allem dann, wenn das Kreisgas die einzige Sauerstoffquelle für die Wasserstoffverbrennung bei dieser Verfahrensvariante bildet.This process variant is to be preferred in particular if, in addition to crude propane, the propane and optionally propylene-containing cycle gas (which may optionally be subjected to a secondary component separation (for example C 4 -hydrocarbons such as butene-1) is added to the dehydrogenation zone as a further propane source was) leads. This is especially true when the cycle gas is the only oxygen source for hydrogen combustion in this process variant.

Das im Rahmen der heterogen katalysierten Propandehydrierung gebildete Produktgasgemisch enthält beim erfindungsgemäßen Verfahren in der Regel Propan, Propen, molekularen Wasserstoff, N2, H2O, Methan, Ethan, Ethylen, Buten-1, sonstige Butene und andere C4-Kohlenwasserstoffe (n-Butan, iso-Butan, Butadien etc.), CO und CO2. Es wird sich in der Regel bei einem Druck von 0,3 bis 10 atm befinden und häufig eine Temperatur von 400 bis 500°C, in günstigen Fällen von 450 bis 500°C aufweisen.In the process according to the invention, the product gas mixture formed in the course of the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation generally contains propane, propene, molecular hydrogen, N 2 , H 2 O, methane, ethane, ethylene, butene-1, other butenes and other C 4 hydrocarbons (n -Butane, isobutane, butadiene etc.), CO and CO 2 . It will usually be at a pressure of 0.3 to 10 atm and often have a temperature of 400 to 500 ° C, in favorable cases 450 to 500 ° C.

Während die EP-A 117 146 , die DE-A 3 313 573 und die US-A 3 161 670 empfehlen, das in der heterogen katalysierten Propandehydrierung gebildete Produktgasgemisch (Gasgemisch 1) als solches zur Beschickung der wenigstens einen Partialzone zu verwenden, ist es erfindungsgeäß meist zweckmäßig aus dem Produktgasgemisch (dem Gasgemisch 1) der Oxidehydrierung und/oder Dehydrierung vor seiner Weiterverwendung zur Beschickung der wenigstens einen Partialzone wenigstens eine Teilmenge der gegebenenfalls darin enthaltenen C4-Kohlenwasserstoffe (z.B. n-Butan, iso-Butan, Buten-1, andere Butene, Butadiene etc.) abzutrennen. Enthält das Gasgemisch 1 Wasserstoff, kann vorgenannte Abtrennung mit wenigstens einer Teilabtrennung des Wasserstoffs einhergehen oder eine solche Wasserstoffabtrennung vorab durchgeführt werden.While the EP-A 117 146 , the DE-A 3 313 573 and the US-A 3 161 670 recommend that the product gas mixture (gas mixture 1) formed in the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation be used as such to feed the at least one partial zone, it is usually expedient according to the invention from the product gas mixture (the gas mixture 1) of the oxydehydrogenation and / or dehydrogenation prior to its further use for feeding the at least one partial zone, at least part of the C 4 hydrocarbons (eg n-butane, isobutane, butene-1, other butenes, butadienes, etc.) contained therein. If the gas mixture 1 contains hydrogen, the aforementioned separation can be accompanied by at least a partial separation of the hydrogen or such a hydrogen separation can be carried out in advance.

Letzteres kann z.B. dadurch erfolgen, dass man das Gasgemisch 1, gegebenenfalls nachdem man es zuvor in einem indirekten Wärmetauscher abgekühlt hat (zweckmäßigerweise wird die dabei entnommene Wärme zum Erhitzen eines für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten feed-Gases verwendet) über eine, in der Regel zu einem Rohr gestaltete, Membran leitet, die lediglich für den molekularen Wasserstoff durchlässig ist. Der so abgetrennte molekulare Wasserstoff kann bei Bedarf teilweise in die heterogen katalysierte Dehydrierung von Propan rückgeführt oder einer sonstigen Verwertung zugeführt werden. Beispielsweise kann er in Brennstoffzellen verbrannt werden.The latter can e.g. done by that the gas mixture 1, if necessary after having previously in it an indirect heat exchanger chilled has (expediently is the heat extracted to heat one for the inventive method required feed gas used) about a membrane, usually designed as a tube, which conducts only for is permeable to molecular hydrogen. The one so separated Molecular hydrogen can be partially heterogeneous if necessary catalyzed dehydrogenation of propane or other recycling supplied become. For example, it can be burned in fuel cells.

Alternativ kann eine partielle oder vollständige Wasserstoffabtrennung auch durch partielle Kondensation, Adsorption und/oder Rektifikation (vorzugsweise unter Druck) vorgenommen werden. Die Teil- oder Vollabtrennung des molekularen Wasserstoff aus dem Produktgasgemisch (Gasgemisch 1) kann beim erfindungsgemäßen Verfahren auch durch selektive (z.B. heterogen katalysierte) Verbrennung desselben mit molekularem Sauerstoff vorgenommen werden. Das sich dabei bildende Reaktionswasser kann entweder teilweise oder vollständig abgetrennt oder im Gasgemisch belassen werden, da es in der wenigstens einen Partialzone als inertes Verdünnungsgas zu fungieren vermag. Diesbezüglich geeignete Katalysatoren offenbaren beispielsweise die US-A 4 788 371 , US-A 4 886 928 , US-A 5 430 209 , US-A 5 5530171 , US-A 5 527979 und US-A 5 563314 .Alternatively, partial or complete hydrogen separation can also be carried out by partial condensation, adsorption and / or rectification (preferably under pressure). The partial or full separation of the molecular hydrogen from the product gas mixture (gas mixture 1) can also be carried out in the process according to the invention by selective (eg heterogeneously catalyzed) combustion of the same with molecular oxygen. The water of reaction which forms can either be partially or completely separated off or left in the gas mixture, since it can act as an inert diluent gas in the at least one partial zone. Suitable catalysts in this regard, for example, disclose the US-A 4 788 371 . US-A 4 886 928 . US-A 5 430 209 . US-A 5 5530171 . US-A 5 527979 and US-A 5 563314 ,

Die Selektivverbrennung des molekularen Wasserstoff kann auch bereits während der heterogen katalysierten Dehydrierung quasi in situ erfolgen, z.B. durch Oxidation mittels eines dem Dehydrierungskatalysator zusätzlich zugesetzten reduzierbaren Metalloxids, wie es z.B. die EP-A 832056 beschreibt.The selective combustion of the molecular hydrogen can also take place virtually in situ during the heterogeneously catalyzed dehydrogenation, for example by oxidation using a reducible metal oxide additionally added to the dehydrogenation catalyst, such as, for example, the EP-A 832056 describes.

Erfindungsgemäß zweckmäßig wird man wenigstens 10 mol-%, oder wenigstens 25 mol-%, häufig wenigstens 35 mol-%, oder wenigstens 50 mol-%, vielfach wenigstens 75 mol-% und oft die Gesamtmenge des im Rahmen der heterogen katalysierten Dehydrierung gebildeten molekularen Wasserstoff vorab- und/oder co- abtrennen, bevor das verbleibende Produktgasgemisch (Gasgemisch 1') zur Beschickung der wenigstens einen Partialozone verwendet wird. Bei Bedarf kann aus dem Gasgemisch 1 vor seiner Weiterverarbeitung in der wenigstens einen Partialzone auch eventuell enthaltenes Wasser abgetrennt (z.B. Auskondensieren) werden. Selbstredend kann bei Bedarf im Rahmen der Abtrennung von molekularem Wasserstoff und/ oder C4-Kohlenwasserstoffen wie Buten-1 etc. auch eine Abtrennung anderer, von Propan und Propylen verschiedener, Bestandteile des Produktgasgemisches (Gasgemisches 1) vorgenommen werden.According to the invention, at least 10 mol%, or at least 25 mol%, often at least 35 mol%, or at least 50 mol%, often at least 75 mol%, and often the total amount of the molecular mass formed in the heterogeneously catalyzed dehydrogenation are expedient Pre-separate and / or co-separate hydrogen before the remaining product gas mixture (gas mixture 1 ') is used to feed the at least one partial ozone. If necessary, any water which may be present can also be separated off from the gas mixture 1 before it is further processed in the at least one partial zone (for example condensation). Of course, if necessary, other components of the product gas mixture (gas mixture 1) other than propane and propylene can also be separated off as part of the separation of molecular hydrogen and / or C 4 hydrocarbons such as butene-1 etc.

Eine einfache Möglichkeit dazu besteht z.B. darin, das vorzugsweise abgekühlte (vorzugsweise auf Temperaturen von 10 bis 70°C), Gasgemisch 1, z.B. bei einem Druck von 0,1 bis 50 atm und einer Temperatur von 0 bis 100°C, mit einem (vorzugsweise hochsiedenen) organischen Lösungsmittel (vorzugsweise ein hydrophobes), in welchem Propan und Propylen bevorzugt absorbiert werden, in Kontakt zu bringen (z.B. durch einfaches Durchleiten). Durch nachfolgende Desorption, Rektifikation und/oder Strippung mit einem bezüglich der wenigstens einen Partialzone sich inert verhaltenden und/oder in dieser Reaktionszone als Reaktand benötigten Gas (z.B. Luft) werden das Propan und Propylen im Gemisch in gereinigter Form rückgewonnen und zur Beschickung der wenigstens einen Partialzone verwendet (wie bereits erwähnt, kann im Fall der Strippung mit Luft das dabei erzeugte Gasgemisch 1' mit dem Gasgemisch 2 identisch sein, d.h., als solches unmittelbar zur Beschickung der wenigstens einen Partialoxidation verwendet werden). Das gegebenenfalls molekularen Wasserstoff enthaltende Abgas der Absorption kann man z.B. wieder einer Membrantrennung unterwerfen und dann, bei Bedarf, den abgetrennten Wasserstoff zur heterogen katalysierten Propandehydrierung mitverwenden.A simple possibility for this consists, for example, of the gas mixture 1, which is preferably cooled (preferably to temperatures of 10 to 70 ° C.), for example at a pressure of 0.1 to 50 atm and a temperature from 0 to 100 ° C, with a (preferably high-boiling) organic solvent (preferably a hydrophobic), in which propane and propylene are preferably absorbed, in contact (for example by simple passage). Subsequent desorption, rectification and / or stripping with a gas which is inert with respect to the at least one partial zone and / or is required as a reactant in this reaction zone (for example air), the propane and propylene in the mixture are recovered in purified form and for feeding the at least one Partial zone used (as already mentioned, in the case of stripping with air, the gas mixture 1 ′ produced in this way can be identical to the gas mixture 2, ie as such can be used directly to feed the at least one partial oxidation). The exhaust gas of the absorption, which may contain molecular hydrogen, can again be subjected to membrane separation, for example, and then, if necessary, the separated hydrogen can also be used for the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation.

Allerdings ist der C3-Kohlenwasserstoffe/C4-Kohlenwasserstoffe Trennfaktor beim vorstehenden Trennverfahren vergleichsweise begrenzt und für die erfindungsgemäßen Bedürfnisse häufig nicht ausreichend.However, the C 3 -hydrocarbons / C 4 -hydrocarbons separation factor in the above separation process is comparatively limited and is often not sufficient for the needs according to the invention.

Als Alternative für den beschriebenen Trennschritt via Absorption ist für die erfindungsgemäßen Zwecke daher häufig eine Druckwechseladsorption oder eine Druckrektifikation bevorzugt.As an alternative to the separation step described via absorption is for the purposes of the invention therefore often pressure swing adsorption or pressure rectification is preferred.

Als Absorptionsmittel für die vorstehend beschriebene absorptive Abtrennung eignen sich grundsätzlich alle Absorptionsmittel, die in der Lage sind, Propan und Propylen zu absorbieren. Bei dem Absorptionsmittel handelt es sich vorzugsweise um ein organisches Lösungsmittel, das vorzugsweise hydrophob und/oder hochsiedend ist. Vorteilhafterweise hat dieses Lösungsmittel einen Siedepunkt (bei einem Normaldruck von 1 atm) von mindestens 120°C, bevorzugt von mindestens 180°C, vorzugsweise von 200 bis 350°C, insbesondere von 250 bis 300°C, stärker bevorzugt von 260 bis 290°C. Zweckmäßigerweise liegt der Flammpunkt (bei einem Normaldruck von 1 atm) über 110°C. Allgemein eignen sich als Absorptionsmittel relativ unpolare organische Lösungsmittel, wie zum Beispiel aliphatische Kohlenwasserstoffe, die vorzugsweise keine nach au ßen wirkende polare Gruppe enthalten, aber auch aromatische Kohlenwasserstoffe. Allgemein ist es erwünscht, dass das Absorptionsmittel einen möglichst hohen Siedepunkt bei gleichzeitig möglichst hoher Löslichkeit für Propan und Propylen hat. Beispielhaft als Absorptionsmittel genannt seien aliphatische Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel C8-C20-Alkane oder -Alkene, oder aromatische Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel Mittelölfraktionen aus der Paraffindestillation oder Ether mit sperrigen (sterisch anspruchvollen) Gruppen am O-Atom, oder Gemische davon, wobei diesen ein polares Lösungsmittel, wie zum Beispiel das in der DE-A 43 08 087 offenbarte 1,2-Dimethylphthalat zugesetzt sein kann. Weiterhin eignen sich Ester der Benzoesäure und Phthalsäure mit geradkettigen, 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkanolen, wie Benzoesäure-n-butylester, Benzoesäuremethylester, Benzoesäureethylester, Phthalsäuredimethylester, Phthalsäurediethylester, sowie sogenannte Wärmeträgeröle, wie Diphenyl, Diphenylether und Gemische aus Diphenyl und Diphenylether oder deren Chlorderivate und Triarylalkene, zum Beispiel 4-Methyl-4'-benzyl-diphenylmethan und dessen Isomere 2-Methyl-2'-benzyl-diphenyl-methan, 2-Methyl-4'-benzyldiphenylmethan und 4-Methyl-2'-benzyl-diphenylmethan und Gemische solcher Isomerer. Ein geeignetes Absorptionsmittel ist ein Lösungsmittelgemisch aus Diphenyl und Diphenylether, bevorzugt in der azeotropen Zusammensetzung, insbesondere aus etwa 25 Gew.-% Diphenyl (Biphenyl) und etwa 75 Gew.-% Diphenylether, beispielsweise das im Handel erhältliche Diphyl® (z.B von der Bayer Aktiengesellschaft bezogenes). Häufig enthält dieses Lösungsmittelgemisch ein Lösungsmittel wie Dimethylphthalat in einer Menge von 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Lösungsmittelgemisch, zugesetzt. Besonders geeignete Absorptionsmittel sind auch Octane, Nonane, Decane, Undecane, Dodecane, Tridecane, Tetradecane, Pentadecane, Hexadecane, Heptadecane und Octadecane, wobei sich insbesondere Tetradecane als besonders geeignet erwiesen haben. Günstig ist es, wenn das verwendete Absorptionsmittel einerseits den oben genannten Siedepunkt erfüllt, andererseits gleichzeitig aber ein nicht zu hohes Molekulargewicht aufweist. Mit Vorteil beträgt das Molekulargewicht des Absorptionsmittels ≤ 300 g/mol. Geeignet sind auch die in DE-A 33 13 573 beschriebenen Paraffinöle mit 8 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele für geeignete Handelsprodukte sind von der Firma Haltermann vertriebene Produkte wie Halpasole i, wie Halpasol 250/340 i und Halpasol 250/275 i, sowie Druckfarbenöle unter den Bezeichnungen PKWF und Printosol. Bevorzugt sind an Aromaten freie Handelsprodukte, z.B. solche des Typs PKWFaf.Basically all absorbents which are able to absorb propane and propylene are suitable as absorbents for the above-described absorptive separation. The absorbent is preferably an organic solvent, which is preferably hydrophobic and / or high-boiling. This solvent advantageously has a boiling point (at a normal pressure of 1 atm) of at least 120 ° C., preferably at least 180 ° C., preferably from 200 to 350 ° C., in particular from 250 to 300 ° C., more preferably from 260 to 290 ° C. The flash point (at a normal pressure of 1 atm) is expediently above 110 ° C. In general, relatively non-polar organic solvents are suitable as absorbents, such as, for example, aliphatic hydrocarbons, which preferably do not contain an outwardly acting polar group, but also aromatic hydrocarbons. In general, it is desirable for the absorbent to have a boiling point that is as high as possible while at the same time having a high solubility for propane and propylene. Examples of absorbents are aliphatic hydrocarbons, for example C 8 -C 20 -alkanes or alkenes, or aromatic hydrocarbons, for example middle oil fractions from paraffin distillation or ethers with bulky (sterically demanding) groups on the O atom, or mixtures thereof, where this a polar solvent, such as that in the DE-A 43 08 087 1,2-dimethylphthalate disclosed may be added. Also suitable are esters of benzoic acid and phthalic acid with straight-chain alkanols containing 1 to 8 carbon atoms, such as n-butyl benzoate, methyl benzoate, ethyl benzoate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, and so-called heat transfer oils, such as diphenyl, diphenyl ether and chlorides and mixtures thereof, and mixtures and triarylalkenes, for example 4-methyl-4'-benzyldiphenylmethane and its isomers 2-methyl-2'-benzyldiphenylmethane, 2-methyl-4'-benzyldiphenylmethane and 4-methyl-2'-benzyldiphenylmethane and mixtures of such isomers. A suitable absorbent is a solvent mixture of diphenyl and diphenyl ether, preferably in the azeotropic composition, in particular from about 25 wt .-% diphenyl (biphenyl) and about 75 wt .-% of diphenyl ether, for example the commercially available Diphyl ® (for example, from Bayer Corporation related). This solvent mixture often contains a solvent such as dimethyl phthalate in an amount of 0.1 to 25% by weight, based on the total solvent mixture. Particularly suitable absorbents are also octanes, nonanes, decanes, undecanes, dodecanes, tridecanes, tetradecanes, pentadecanes, hexadecanes, heptadecanes and octadecanes, with tetradecanes in particular having proven to be particularly suitable. It is favorable if the absorbent used on the one hand meets the boiling point mentioned above, but on the other hand has a not too high molecular weight. The molecular weight of the absorbent is advantageously ≤ 300 g / mol. The in. Are also suitable DE-A 33 13 573 described paraffin oils with 8 to 6 carbon atoms. Examples of suitable commercial products are products sold by Haltermann, such as Halpasole i, such as Halpasol 250/340 i and Halpasol 250/275 i, and printing ink oils under the names PKWF and Printosol. Aromatic free commercial products, for example those of the PKWFaf type, are preferred.

Die Durchführung der Absorption unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Es können alle dem Fachmann gängigen Verfahren und Bedingungen eingesetzt werden. Vorzugsweise wird das Gasgemisch bei einem Druck von 1 bis 50 bar, bevorzugt 2 bis 20 bar, stärker bevorzugt 5 bis 10 bar, und einer Temperatur von 0 bis 100°C, insbesondere von 30 bis 50°C, mit dem Absorptionsmittel in Kontakt gebracht. Die Absorption kann sowohl in Kolonnen als auch in Quenchapparaten vorgenommen werden. Dabei kann im Gleichstrom oder im Gegenstrom gearbeitet werden. Geeignete Absorptionskolonnen sind zum Beispiel Bodenkolonnen (mit Glocken- und/oder Siebböden), Kolonnen mit strukturierten Packungen (zum Beispiel Blechpackungen mit einer spezifischen Oberfläche von 100 bis 1000, oder bis 750 m2/m3, zum Beispiel Mellapak® 250 Y) und Füllkörperkolonnen (zum Beispiel mit Raschig-Füllkörpern gefüllte). Es können aber auch Riesel- und Sprühtürme, Graphitblockabsorber, Oberflächenabsorber wie Dickschicht- und Dünnschichtabsorber sowie Tellerwäscher, Kreuzschleierwäscher und Rotationswäscher verwendet werden. Zudem kann es günstig sein, die Absorption in einer Blasensäule mit und ohne Einbauten stattfinden zu lassen.The absorption is not subject to any particular restrictions. All methods and conditions common to those skilled in the art can be used. The gas mixture is preferably brought into contact with the absorbent at a pressure of 1 to 50 bar, preferably 2 to 20 bar, more preferably 5 to 10 bar, and a temperature of 0 to 100 ° C., in particular 30 to 50 ° C. , The absorption can be carried out both in columns and in quenching apparatus. You can work in cocurrent or in countercurrent. Suitable absorption columns are, for example tray columns (having bubble and / or sieve trays), columns with structured packings (for example, sheet metal packings with a specific surface area of 100 to 1000, or up to 750 m 2 / m 3, for example Mellapak ® 250 Y) and Packed columns (for example filled with Raschig packings). However, trickle and spray towers, graphite block absorbers, surface absorbers such as thick-film and thin-film absorbers as well as plate washers, Cross-type washers and rotary washers are used. In addition, it can be advantageous to have the absorption take place in a bubble column with and without internals.

Die Abtrennung des Propans und Propylens von dem Absorptionsmittel kann durch Strippung, Entspannungsverdampfung (Flashen) und/oder Destillation erfolgen.The separation of propane and propylene of the absorbent can be by stripping, flash evaporation (Flashing) and / or distillation.

Die Abtrennung des Propans und Propylens von dem Absorptionsmittel erfolgt vorzugsweise durch Strippen und/oder Desorption. Die Desorption kann in üblicher Weise über eine Druck- und/oder Temperaturänderung durchgeführt werden, vorzugsweise bei einem Druck von 0,1 bis 10 bar, insbesondere 1 bis 5 bar, stärker bevorzugt 1 bis 3 bar, und einer Temperatur von 0 bis 200°C, insbesondere 20 bis 100°C, stärker bevorzugt 30 bis 70°C, besonders bevorzugt 40 bis 60°C. Ein für die Strippung geeignetes Gas ist beispielsweise Wasserdampf, bevorzugt sind jedoch insbesondere Sauerstoff-/Stickstoff-Mischungen, beispielsweise Luft. Bei der Verwendung von Luft beziehungsweise Sauerstoff-/Stickstoff-Mischungen, bei denen der Sauerstoffgehalt über 10 Vol-% liegt, kann es sinnvoll sein, vor oder während des Strippprozesses ein Gas zuzusetzen, das den Explosionsbereich reduziert. Besonders geeignet dafür sind Gase mit einer spezifischen Wärmekapazität ≥ 29 J/mol·K bei 20°C, wie zum Beispiel Methan, Ethan, Propan, Propen, Benzol, Methanol, Ethanol, sowie Ammoniak, Kohlendioxid, und Wasser. C4-Kohlenwasserstoffe sind erfindungsgemäß als solche Zusätze jedoch zu vermeiden. Besonders geeignet für die Strippung sind auch Blasensäulen mit und ohne Einbauten.The propane and propylene are preferably separated from the absorbent by stripping and / or desorption. The desorption can be carried out in the usual way via a change in pressure and / or temperature, preferably at a pressure of 0.1 to 10 bar, in particular 1 to 5 bar, more preferably 1 to 3 bar, and a temperature of 0 to 200 ° C, in particular 20 to 100 ° C, more preferably 30 to 70 ° C, particularly preferably 40 to 60 ° C. A gas suitable for stripping is, for example, water vapor, but oxygen / nitrogen mixtures, for example air, are particularly preferred. When using air or oxygen / nitrogen mixtures in which the oxygen content is above 10% by volume, it may make sense to add a gas before or during the stripping process that reduces the explosion area. Gases with a specific heat capacity ≥ 29 J / molK at 20 ° C, such as methane, ethane, propane, propene, benzene, methanol, ethanol, as well as ammonia, carbon dioxide, and water are particularly suitable for this. According to the invention, however, C 4 hydrocarbons are to be avoided as such additives. Bubble columns with and without internals are also particularly suitable for stripping.

Die Abtrennung des Propans und Propylens von dem Absorptionsmittel kann auch über eine Destillation bzw. Rektifikation erfolgen, wobei die dem Fachmann geläufigen Kolonnen mit Packungen, Füllkörpern oder entsprechenden Einbauten verwendet werden können. Bevorzugte Bedingungen bei der Destillation bzw. Rektifikation sind ein Druck von 0,01 bis 5 bar, insbesondere 0,1 bis 4 bar, stärker bevorzugt 1 bis 3 bar, und eine Temperatur (im Sumpf) von 50 bis 300°C, insbesondere 150 bis 250°C.The separation of propane and propylene of the absorbent can also be distilled or Rectification takes place, the columns familiar to the person skilled in the art with packs, packing or appropriate internals can be used. Preferred conditions a pressure of 0.01 during distillation or rectification up to 5 bar, in particular 0.1 to 4 bar, more preferably 1 to 3 bar, and a temperature (in the sump) of 50 to 300 ° C, especially 150 to 250 ° C.

Ein durch Strippen aus dem Absorptionsmittel gewonnenes Gasgemisch 1' kann vor seiner Verwendung zur Beschickung der wenigstens einen Partialzone noch einer weiteren Verfahrensstufe zugeführt werden, um z.B. die Verluste an mitgestripptem Absorptionsmittel zu reduzieren (z.B. Abscheidung in Demistern und/oder Tiefenfiltern) und die wenigstens eine Partialzone so gleichzeitig vor Absorptionsmittel zu schützen oder um die Trennwirkung zwischen C3-/C4-Kohlenwasserstoffen weiter zu verbessern. Eine solche Abtrennung des Absorptionsmittels kann nach allen dem Fachmann bekannten Verfahrensschritten erfolgen. Eine im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugte Ausführungsform einer solchen Abtrennung ist z.B. das Quenchen des Ausgangsstromes aus der Strippvorrichtung mit Wasser. In diesem Fall wird das Absorptionsmittel aus diesem beladenen Ausgangsstrom mit Wasser herausgewaschen und der Ausgangsstrom gleichzeitig mit Wasser beladen. Diese Wäsche beziehungsweise das Quenchen kann z.B. am Kopf einer Desorptionskolonne über einem Flüssigkeits-Fangboden durch Gegensprühen von Wasser oder in einem eigenen Apparat erfolgen.A gas mixture 1 'obtained by stripping from the absorbent can be fed to a further process step before it is used to feed the at least one partial zone, for example to reduce the losses of stripped absorbent (e.g. separation in demisters and / or depth filters) and the at least one To protect the partial zone from absorbent at the same time or to further improve the separation effect between C 3 - / C 4 hydrocarbons. Such a separation of the absorbent can be carried out according to all process steps known to the person skilled in the art. A preferred embodiment of such a separation within the scope of the method according to the invention is, for example, quenching the output stream from the stripping device with water. In this case, the absorbent is washed out of this loaded output stream with water and the output stream is simultaneously loaded with water. This washing or quenching can be carried out, for example, at the top of a desorption column above a liquid collecting tray by spraying water against one another or in a separate apparatus.

Zur Unterstützung des Trenneffektes können im Quenchraum die Quenchoberfläche vergößernde Einbauten installiert werden, wie sie dem Fachmann von Rektifikationen, Absorptionen und Desorptionen her bekannt sind.To support the separation effect can Quench room the quench surface magnifying internals be installed as the expert of rectifications, absorptions and desorption are known.

Wasser ist insofern ein bevorzugtes Waschmittel, da es in der nachfolgenden wenigstens einen Partialzone normalerweise nicht stört. Nachdem das Wasser das Absorptionsmittel aus dem mit Propan und Propylen beladenen Ausgangstrom herausgewaschen hat, kann das Wasser/Absorptionsmittel-Gemisch einer Phasentrennung zugeführt und der behandelte Ausgangstrom als ein Gasgemisch 1' der Partialzone zugeführt werden.In this respect, water is a preferred one Detergent as there is in the subsequent at least one partial zone usually doesn't bother. After the water has been absorbed with propane and Has washed out the propylene laden output stream, the water / absorbent mixture phase separation and the treated output stream as a gas mixture 1 'of the partial zone are fed.

Sowohl das C3-frei gestrippte Absorptionsmittel als auch das in der Phasentrennung rückgewonnene Absorptionsmittel können für den Absorptionszweck wiederverwendet werden.Both the C 3 -free stripped absorbent and the absorbent recovered in the phase separation can be reused for the purpose of absorption.

Das Gasgemisch 1 und/oder das aus selbigem erzeugte Gasgemisch 1' kann nun in an sich bekannter Weise in wenigstens einer weiteren Reaktionszone zur Beschickung einer heterogen katalysierten Gasphasenoxidation und/oder -ammoxidation von Propylen zu Acrolein und/oder Acrylsäure und/oder Acrylnitril mit einem Beschickungs-Gasgemisch 2 eingesetzt werden. Als Oxidationsmittel kann dabei reiner molekularer Sauerstoff, Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder jedes sonstige Gemisch aus Sauerstoff und Inertgas zugesetzt werden. Handelt es sich bei der Partialoxidation um die Umsetzung von Propylen zu Propylenoxid, kann z.B. wie in der EP-A 372972 beschrieben verfahren werden.The gas mixture 1 and / or the gas mixture 1 ′ generated from the same can now be used in a manner known per se in at least one further reaction zone for feeding a heterogeneously catalyzed gas phase oxidation and / or ammoxidation of propylene to acrolein and / or acrylic acid and / or acrylonitrile with a Feed gas mixture 2 are used. Pure molecular oxygen, air, oxygen-enriched air or any other mixture of oxygen and inert gas can be added as the oxidizing agent. If the partial oxidation involves the conversion of propylene to propylene oxide, it can, for example, as in the EP-A 372972 described procedure.

Handelt es sich um eine partielle Ammoxidation zu Acrylnitril, kann z.B. gemäß der DE-A 2351151 verfahren werden. Im Fall einer partiellen Oxidation des Propylens zu Acrolein und/oder Acrylsäure wird man beim erfindungsgemäßen Verfahren die Zusammensetzung des Gasgemisches 2 unter Mitverwendung des Gasgemisches 1 und/oder 1' (es können auch Gemische beider verwendet werden; d.h. aus einem Teil wird abgetrennt aus einem andern nicht) so einstellen, dass es die nachfolgenden molaren Verhältnisse erfüllt:
Propan : Propen : N2 : O2 : H2O : sonstige = 0, 5 bis 20 : 1 : 0,1 bis 40 : 0,1 bis 10 : 0 bis 20 : 0 bis 1.
If it is a partial ammoxidation to acrylonitrile, for example according to the DE-A 2351151 be moved. In the case of a partial oxidation of propylene to acrolein and / or acrylic acid, the composition of the gas mixture 2 will be used in the process according to the invention using the gas mixture 1 and / or 1 '(mixtures of the two can also be used, ie one part is separated from one not change) so that it meets the following molar ratios:
Propane: propene: N 2 : O 2 : H 2 O: other = 0.5 to 20: 1: 0.1 to 40: 0.1 to 10: 0 to 20: 0 to 1.

Mit Vorteil betragen die vorgenannten molaren Verhältnisse erfindungsgemäß = 2 bis 10 : 1 : 0,5 bis 20 : 0,5 bis 5 : 0,01 bis 10 : 0 bis 1.The above are advantageous molar ratios according to the invention = 2 to 10: 1: 0.5 to 20: 0.5 to 5: 0.01 to 10: 0 to 1.

Günstig ist es auch, wenn die vorgenannten molaren Verhältnisse erfindungsgemäß = 3 bis 6 : 1 : 1 bis 10 : 1 bis 3 : 0,1 bis 2 : 0 bis 0,5 betragen.It is also favorable if the aforementioned molar ratios according to the invention = 3 to 6: 1: 1 to 10: 1 to 3: 0.1 to 2: 0 to 0.5.

Wie bereits erwähnt, läuft die heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation von Propylen zu Acrylsäure mit molekularem Sauerstoff in zwei längs der Reaktionskoordinate aufeinanderfolgenden Schritten ab, von denen der erste zum Acrolein und der zweite vom Acrolein zur Acrylsäure führt.As already mentioned, the heterogeneously catalyzed runs Gas-phase partial oxidation from propylene to acrylic acid with molecular oxygen in two along the reaction coordinate successive steps, the first of which is to acrolein and the second leads from acrolein to acrylic acid.

Dieser Reaktionsablauf in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten eröffnet in an sich bekannter Weise die Möglichkeit, die wenigstens eine Partialzone des erfindungsgemäßen Verfahrens in diesem Fall in zwei hintereinander angeordneten Oxidationszonen auszuführen, wobei in jeder der beiden Oxidationszonen der zu verwendende oxidische Katalysator in optimierender Weise angepaßt werden kann. So wird für die erste Oxidationszone (Propylen → Acrolein) in der Regel ein Katalysator auf der Basis von die Elementkombination Mo-Bi-Fe enthaltenden Multimetalloxiden bevorzugt, während für die zweite Oxidationszone (Acrolein → Acrylsäure) normalerweise Katalysatoren auf der Basis von die Elementkombination Mo-V enthaltenden Multimetalloxiden bevorzugt werden.This reaction sequence in two times successive steps opened in a manner known per se the possibility, the at least one partial zone of the method according to the invention in this case in two oxidation zones arranged one behind the other perform, the oxidic to be used in each of the two oxidation zones Catalyst can be adjusted in an optimizing manner. So for the first oxidation zone (Propylene → acrolein) usually a catalyst based on the element combination Mo-Bi-Fe containing multimetal oxides preferred, while for the second oxidation zone (Acrolein → acrylic acid) usually Catalysts based on the Mo-V combination of elements Multimetal oxides are preferred.

Entsprechende Multimetalloxidkatalysatoren für die beiden Oxidationszonen sind vielfach vorbeschrieben und dem Fachmann wohlbekannt. Beispielsweise verweist die EP-A 253 409 auf Seite 5 auf entsprechende US-Patente.Corresponding multimetal oxide catalysts for the two oxidation zones have been described many times before and are well known to the person skilled in the art. For example, the EP-A 253 409 on page 5 for corresponding US patents.

Günstige Katalysatoren für die beiden Oxidationszonen offenbaren auch die DE-A 4 431 957 und die DE-A 4431949 . Dieses gilt insbesondere für jene der allgemeinen Formel I in den beiden vorgenannten Schriften.Cheap catalysts for the two oxidation zones also reveal that DE-A 4 431 957 and the DE-A 4431949 , This applies in particular to those of the general formula I in the two aforementioned documents.

Für den ersten Schritt der Partialoxidation , die heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation von Propylen zu Acrolein, kommen, wie bereits gesagt, prinzipiell alle Mo, Bi und Fe enthaltenden Multimetalloxidmassen in Betracht.For the first step of the partial oxidation, which catalyzed heterogeneously Gas phase partial oxidation of propylene to acrolein, come as already said, in principle all Mo, Bi and Fe containing multimetal oxide materials into consideration.

Dies sind insbesondere die Multimetalloxidaktivmassen der allgemeinen Formel I der DE-A 19955176 , die Multimetalloxidaktivmassen der allgemeinen Formel I der DE-A 19948523 , die Multimetalloxidaktivmassen der allgemeinen Formel I der DE-A 19948523 , die Multimetalloxidaktivmassen der allgemeinen Formeln I, II und III der DE-A 10101695 , die Multimetalloxidaktivmassen der allgemeinen Formeln I, II und III der DE-A 19948248 und die Multimetalloxidaktivmassen der allgemeinen Formeln I, II und III der DE-A 19955168 sowie die in der EP-A 700714 genannten Multimetalloxidaktivmassen.These are in particular the multimetal oxide active compositions of the general formula I DE-A 19955176 , the multimetal oxide active compositions of the general formula I DE-A 19948523 , the multimetal oxide active compositions of the general formula I DE-A 19948523 , the multimetal oxide active compositions of the general formulas I, II and III of DE-A 10101695 , the multimetal oxide active compositions of the general formulas I, II and III of DE-A 19948248 and the multimetal oxide active compositions of the general formulas I, II and III of DE-A 19955168 as well as those in the EP-A 700714 called multimetal oxide active materials.

Ferner eignen sich für diesen Oxidationsschritt die Mo, Bi und Fe enthaltenden Multimetalloxidkatalysatoren die in den Schriften DE-A 10046957 , DE-A 10063162 , DE-C 3338380 , DE-A 19902562 , EP-A 15565 , DE-C 2380765 , EP-A 807465 , EP-A 279374 , DE-A 3300044 , EP-A 575897 , US-A 4438217 , DE-A 19855913 , WO 98/24746, DE-A 19746210 (diejenigen der allgemeinen Formel II), JP-A 91/294239 , EP-A 293224 und EP-A 700714 offenbart werden. Dies gilt insbesondere für die beispielhaften Ausführungsformen in diesen Schriften, unter denen jene der EP-A 15565 , der EP-A 575897 , der DE-A 19746210 und der DE-A 19855913 besonders bevorzugt werden. Besonders hervorzuheben sind in diesem Zusammenhang ein Katalysator gemäß Beispiel 1c aus der EP-A 15565 sowie ein in entsprechender Weise herzustellender Katalysator, dessen Aktivmasse jedoch die Zusammensetzung Mo12Ni6,5 Zn2Fe2Bi1P0,0065 K0,06Ox·10SiO2 aufweist. Ferner sind hervorzuheben das Beispiel mit der laufenden Nr. 3 aus der DE-A 19855913 (Stöchiometrie: Mo12Co7Fe3Bi0,6K0,08Si1,6 Ox) als Hohlzylindervollkatalysator der Geometrie 5 mm × 3 mm × 2 mm (Außendurchmesser × Höhe × Innendurchmesser) sowie der Multimetalloxid II – Vollkatalysator gemäß Beispiel 1 der DE-A 19746210 . Ferner wären die Multimetalloxid-Katalysatoren der US-A 4438217 zu nennen. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn diese Hohlzylinder eine Geometrie 5,5 mm × 3 mm × 3,5 mm, oder 5 mm × 2 mm × 2 mm, oder 5 mm × 3 mm × 2 mm, oder 6 mm × 3 mm × 3 mm, oder 7 mm × 3 mm × 4 mm (jeweils Außendurchmesser × Höhe × Innendurchmesser) aufweisen.Also suitable for this Oxidation step the Mo, Bi and Fe containing multimetal oxide catalysts the in the scriptures DE-A 10046957 . DE-A 10063162 . DE-C 3338380 . DE-A 19902562 . EP-A 15565 . DE-C 2380765 . EP-A 807465 . EP-A 279374 . DE-A 3300044 . EP-A 575897 . US-A 4438217 . DE-A 19855913 , WO 98/24746, DE-A 19746210  (those of the general Formula II), JP-A 91/294239 . EP-A 293224  and EP-A 700714  disclosed become. This applies in particular to the exemplary embodiments in these writings, among which those of EP-A 15565 , the EP-A 575897 , the DE-A 19746210  and the DE-A 19855913  especially to be favoured. Of particular note in this context a catalyst according to the example 1c from the EP-A 15565  such as a catalyst to be produced in a corresponding manner, its active composition however the composition Mo12Ni6.5 Zn2Fe2Bi1P0.0065K0.06Ox· 10SiO2 having. It should also be emphasized that Example with the running number 3 from the DE-A 19855913  (Stoichiometry: Mo12Co7Fe3Bi0.6K0.08Si1.6 Ox) as hollow cylinder full catalyst of geometry 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × height × inner diameter) as well as the multimetal oxide II full catalyst according to example 1 of DE-A 19746210 , Furthermore would be the multimetal oxide catalysts of the US-A 4438217  to call. The latter applies in particular then if this hollow cylinder has a geometry of 5.5 mm × 3 mm × 3.5 mm, or 5 mm × 2 mm × 2 mm, or 5 mm × 3 mm × 2 mm, or 6 mm × 3 mm × 3 mm, or 7 mm × 3 mm × 4 mm (each outer diameter × height × inner diameter) exhibit.

Eine Vielzahl der für den Schritt vom Propylen zum Acrolein geeigneten Multimetalloxidaktivmassen läßt sich unter der allgemeinen Formel IV Mo12BiaFebX 1 / cX 2 / dX 3 / eX 4 / fOn (IV),in der die Variablen nachfolgende Bedeutung aufweisen:
X1 = Nickel und/oder Kobalt,
X2 = Thallium, ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall,
X3 = Zink, Phosphor, Arsen, Bor, Antimon, Zinn, Cer, Blei und/oder Wolfram,
X4 = Silicium, Aluminium, Titan und/oder Zirkonium,
a = 0,5 bis 5,
b = 0,01 bis 5, vorzugsweise 2 bis 4,
c = 0 bis 10, vorzugsweise 3 bis 10,
d = 0 bis 2, vorzugsweise 0,02 bis 2,
e = 0 bis 8, vorzugsweise 0 bis 5,
f = 0 bis 10 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in IV bestimmt wird,
subsummieren.
A large number of the multimetal oxide active compositions suitable for the step from propylene to acrolein can be obtained using the general formula IV Mo 12 Bi a Fe b X 1 / cX 2 / dX 3 / eX 4 / fO n (IV), in which the variables have the following meaning:
X 1 = nickel and / or cobalt,
X 2 = thallium, an alkali metal and / or an alkaline earth metal,
X 3 = zinc, phosphorus, arsenic, boron, antimony, tin, cerium, lead and / or tungsten,
X 4 = silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,
a = 0.5 to 5,
b = 0.01 to 5, preferably 2 to 4,
c = 0 to 10, preferably 3 to 10,
d = 0 to 2, preferably 0.02 to 2,
e = 0 to 8, preferably 0 to 5,
f = 0 to 10 and
n = a number determined by the valency and frequency of elements other than oxygen in IV is true
subsumed.

Sie sind in an sich bekannter Weise erhältlich (siehe z.B. die DE-A 4023239 ) und werden üblicherweise in Substanz zu Kugeln, Ringen oder Zylindern geformt oder auch in Gestalt von Schalenkatalysatoren, d.h., mit der Aktivmasse beschichteten vorgeformten, inerten Trägerkörpern, eingesetzt. Selbstverständlich können sie aber auch in Pulverform als Katalysatoren angewendet werden.They are available in a manner known per se (see, for example, the DE-A 4023239 ) and are usually formed into spheres, rings or cylinders in bulk or also in the form of coated catalysts, ie, preformed, inert support bodies coated with the active composition. Of course, they can also be used in powder form as catalysts.

Prinzipiell können Aktivmassen der allgemeinen Formel IV in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß man von geeigneten Quellen ihrer elementaren Konstituenten ein möglichst inniges, vorzugsweise feinteiliges, ihrer Stöchiometrie entsprechend zusammengesetztes, Trockengemisch erzeugt und dieses bei Temperaturen von 350 bis 650°C calciniert. Die Calcination kann sowohl unter Inertgas als auch unter einer oxidativen Atmosphäre wie z.B. Luft (Gemisch aus Inertgas und Sauerstoff) sowie auch unter reduzierender Atmosphäre (z.B. Gemisch aus Inertgas, NH3, CO und/oder H2) erfolgen. Die Calcinationsdauer kann einige Minuten bis einige Stunden betragen und nimmt üblicherweise mit der Temperatur ab. Als Quellen für die elementaren Konstituenten der Multimetalloxidaktivmassen IV kommen solche Verbindungen in Betracht, bei denen es sich bereits um Oxide handelt und/oder um solche Verbindungen, die durch Erhitzen, wenigstens in Anwesenheit von Sauerstoff, in Oxide überführbar sind.In principle, active compositions of the general formula IV can be prepared in a simple manner by generating an intimate, preferably finely divided, dry mixture of suitable stoichiometry from suitable sources of their elemental constituents and calcining them at temperatures of 350 to 650 ° C. The calcination can take place both under inert gas and under an oxidative atmosphere such as air (mixture of inert gas and oxygen) and also under a reducing atmosphere (eg mixture of inert gas, NH 3 , CO and / or H 2 ). The calcination time can range from a few minutes to a few hours and usually decreases with temperature. Suitable sources for the elementary constituents of the multimetal oxide active compositions IV are those compounds which are already oxides and / or those compounds which can be converted into oxides by heating, at least in the presence of oxygen.

Neben den Oxiden kommen als solche Ausgangsverbindungen vor allem Halogenide, Nitrate, Formiate, Oxalate, Citrate, Acetate, Carbonate, Aminkomplexe, Ammonium-Salze und/oder Hydroxide in Betracht (Verbindungen wie NH4OH, (NH4)2CO3, NH4NO3, NH4CHO2, CH3COOH, NH4CH3CO2 und/oder Ammoniumoxalat, die spätestens beim späteren Calcinieren zu gasförmig entweichenden Verbindungen zerfallen und/oder zersetzt werden können, können in das innige Trockengemisch zusätzlich eingearbeitet werden).In addition to the oxides, such starting compounds are in particular halides, nitrates, formates, oxalates, citrates, acetates, carbonates, amine complexes, ammonium salts and / or hydroxides (compounds such as NH 4 OH, (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 4 NO 3 , NH 4 CHO 2 , CH 3 COOH, NH 4 CH 3 CO 2 and / or ammonium oxalate, which can later decompose and / or decompose into compounds escaping in gaseous form during later calcination, can also be incorporated into the intimate dry mixture) ,

Das innige Vermischen der Ausgangsverbindungen zur Herstellung von Multimetalloxidaktivmassen IV kann in trockener oder in nasser Form erfolgen. Erfolgt es in trockener Form, so werden die Ausgangsverbindungen zweckmäßigerweise als feinteilige Pulver eingesetzt und nach dem Mischen und gegebenenfalls Verdichten der Calcinierung unterworfen. Vorzugsweise erfolgt das innige Vermischen jedoch in nasser Form. Üblicherweise werden dabei die Ausgangsverbindungen in Form einer wäßrigen Lösung und/oder Suspension miteinander vermischt. Besonders innige Trockengemische werden beim beschriebenen Mischverfahren dann erhalten, wenn ausschließlich von in gelöster Form vorliegenden Quellen der elementaren Konstituenten ausgegangen wird. Als Lösungsmittel wird bevorzugt Wasser eingesetzt. Anschließend wird die erhaltene wäßrige Masse getrocknet, wobei der Trocknungsprozeß vorzugsweise durch Sprühtrocknung der wäßrigen Mischung mit Austrittstemperaturen von 100 bis 150°C erfolgt.The intimate mixing of the starting compounds for the production of multimetal oxide active materials IV can be in dry or done in wet form. If it is done in a dry form, it will be the starting compounds expediently used as a finely divided powder and after mixing and optionally compacting subjected to calcination. The intimate mixing is preferably carried out however in wet form. Usually the starting compounds are in the form of an aqueous solution and / or Suspension mixed together. Particularly intimate dry mixes are obtained in the described mixing process if only from in dissolved Form of available sources of the elementary constituents becomes. As a solvent water is preferred. Then the aqueous mass obtained dried, the drying process preferably by spray drying the aqueous mixture with Outlet temperatures of 100 to 150 ° C takes place.

Die Multimetalloxidaktivmassen der allgemeinen Formel IV können für den Schritt „Propylen → Acrolein" sowohl in Pulverform als auch zu bestimmten Katalysatorgeometrien geformt eingesetzt werden, wobei die Formgebung vor oder nach der abschließenden Calcination erfolgen kann. Beispielsweise können aus der Pulverform der Aktivmasse oder ihrer uncalcinierten und/oder partiell calcinierten Vorläufermasse durch Verdichten zur gewünschten Katalysa torgeometrie (z.B. durch Tablettieren, Extrudieren oder Strangpressen) Vollkatalysatoren hergestellt werden, wobei gegebenenfalls Hilfsmittel wie z.B. Graphit oder Stearinsäure als Gleitmittel und/oder Formhilfsmittel und Verstärkungsmittel wie Mikrofasern aus Glas, Asbest, Siliciumcarbid oder Kaliumtitanat zugesetzt werden können. Geeignete Vollkatalysatorgeometrien sind z.B. Vollzylinder oder Hohlzylinder mit einem Außendurchmesser und einer Länge von 2 bis 10 mm. Im Fall der Hohlzylinder ist eine Wandstärke von 1 bis 3 mm zweckmäßig. Selbstverständlich kann der Vollkatalysator auch Kugelgeometrie aufweisen, wobei der Kugeldurchmesser 2 bis 10 mm betragen kann.The multimetal oxide active materials of general formula IV can for the Step "Propylene → Acrolein" both in powder form as well as shaped to certain catalyst geometries be, the shape before or after the final calcination can be done. For example from the powder form of the active composition or its uncalcined and / or partially calcined precursor mass by compression to the desired one Catalyst geometry (e.g. by tableting, extruding or Extrusion) full catalysts are prepared, where appropriate Tools such as Graphite or stearic acid as a lubricant and / or Molding aids and reinforcing agents such as microfibers made of glass, asbestos, silicon carbide or potassium titanate can be added. Suitable unsupported catalyst geometries are e.g. Solid cylinder or Hollow cylinder with an outer diameter and a length from 2 to 10 mm. In the case of the hollow cylinder, the wall thickness is 1 to 3 mm appropriate. Of course you can the full catalyst also have spherical geometry, the spherical diameter Can be 2 to 10 mm.

Eine besonders günstige Hohlzylindergeometrie beträgt 5 mm × 3 mm × 2 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser), insbesondere im Fall von Vollkatalysatoren.A particularly favorable hollow cylinder geometry is 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter), especially in the case of full catalysts.

Selbstverständlich kann die Formgebung der pulverförmigen Aktivmasse oder ihrer pulverförmigen, noch nicht und/oder partiell calcinierten, Vorläufermasse auch durch Aufbringen auf vorgeformte inerte Katalysatorträger erfolgen. Die Beschichtung der Trägerkörper zur Herstellung der Schalenkatalysatoren wird in der Regel in einem geeigneten drehbaren Behälter ausgeführt, wie es z.B. aus der DE-A 2909671 , der EP-A 293859 oder aus der EP-A 714700 bekannt ist. Zweckmäßigerweise wird zur Beschichtung der Trägerkörper die aufzubringende Pulvermasse befeuchtet und nach dem Aufbringen, z.B. mittels heißer Luft, wieder getrocknet. Die Schichtdicke der auf den Trägerkörper aufgebrachten Pulvermasse wird zweckmäßigerweise im Bereich 10 bis 1000 μm, bevorzugt im Bereich 50 bis 500 μm und besonders bevorzugt im Bereich 150 bis 250 μm liegend, gewählt.Of course, the powdery active composition or its powdery, not yet and / or partially calcined, precursor composition can also be shaped by application to preformed inert catalyst supports. The coating of the support bodies for the production of the coated catalysts is generally carried out in a suitable rotatable container, such as that from the DE-A 2909671 , the EP-A 293859 or from the EP-A 714700 is known. To coat the carrier bodies, the powder mass to be applied is expediently moistened and dried again after application, for example by means of hot air. The layer thickness of the powder composition applied to the carrier body is expediently selected in the range from 10 to 1000 μm, preferably in the range from 50 to 500 μm and particularly preferably in the range from 150 to 250 μm.

Als Trägermaterialien können dabei übliche poröse oder unporöse Aluminiumoxide, Siliciumdioxid, Thoriumdioxid, Zirkondioxid, Siliciumcarbid oder Silikate wie Magnesium- oder Aluminiumsilikat verwendet werden. Sie verhalten sich bezüglich der dem erfindungsgemäßen Verfahren unterliegenden Zielreaktion in der Regel im wesentlichen inert. Die Trägerkörper können regelmäßig oder unregelmäßig geformt sein, wobei regelmäßig geformte Trägerkörper mit deutlich ausgebildeter Oberflächenrauhigkeit, z.B. Kugeln oder Hohlzylinder, bevorzugt werden. Geeignet ist die Verwendung von im wesentlichen unporösen, oberflächenrauhen, kugelförmigen Trägern aus Steatit, deren Durchmesser 1 bis 8 mm, bevorzugt 4 bis 5 mm beträgt. Geeignet ist aber auch die Verwendung von Zylindern als Trägerkörper, deren Länge 2 bis 10 mm und deren Außendurchmesser 4 bis 10 mm beträgt. Im Fall von erfindungsgemäß geeigneten Ringen als Trägerkörper liegt die Wanddicke darüber hinaus üblicherweise bei 1 bis 4 mm. Erfindungsgemäß bevorzugt zu verwendende ringförmige Trägerkörper besitzen eine Länge von 2 bis 6 mm, einen Außendurchmesser von 4 bis 8 mm und eine Wanddicke von 1 bis 2 mm. Erfindungsgemäß geeignet sind vor allem auch Ringe der Geometrie 7 mm × 3 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser) als Trägerkörper. Die Feinheit der auf die Oberfläche des Trägerkörpers aufzubringenden katalytisch aktiven Oxidmassen wird selbstredend an die gewünschte Schalendicke angepaßt (vgl. EP-A 714 700 ).Conventional porous or non-porous aluminum oxides, silicon dioxide, thorium dioxide, zirconium dioxide, silicon carbide or silicates such as magnesium or aluminum silicate can be used as carrier materials. As a rule, they are essentially inert with respect to the target reaction underlying the process according to the invention. The carrier bodies can have a regular or irregular shape, preference being given to regularly shaped carrier bodies with a clearly formed surface roughness, for example balls or hollow cylinders. It is suitable to use essentially non-porous, rough-surface, spherical supports made of steatite, the diameter of which is 1 to 8 mm, preferably 4 to 5 mm. Suitable but is also the use of cylinders as a support body, the length of which is 2 to 10 mm and the outside diameter is 4 to 10 mm. In the case of rings suitable as support bodies according to the invention, the wall thickness is moreover usually 1 to 4 mm. Annular support bodies to be preferably used according to the invention have a length of 2 to 6 mm, an outer diameter of 4 to 8 mm and a wall thickness of 1 to 2 mm. According to the invention, rings of geometry 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter) are particularly suitable as carrier bodies. The fineness of the catalytically active oxide materials to be applied to the surface of the carrier body is of course adapted to the desired shell thickness (cf. EP-A 714 700 ).

Für den Schritt vom Propylen zum Acrolein zu verwendende Multimetalloxidaktivmassen sind ferner Massen der allgemeinen Formel V [Y1 a,Y2 b,Ox,]p[Y3 c,Y4 d,Y5 e,Y6 f,Y7 g,Y2 h,Oy,]q (V),in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
Y1 = nur Wismut oder Wismut und wenigstens eines der Elemente Tellur, Antimon, Zinn und Kupfer,
Y2 = Molybdän oder Molybdän und Wolfram,
Y2 = ein Alkalimetall, Thallium und/oder Samarium,
Y2 = ein Erdalkalimetall, Nickel, Kobalt, Kupfer, Mangan, Zink, Zinn, Cadmium und/oder Quecksilber,
Y5 = Eisen oder Eisen und wenigstens eines der Elemente Chrom und Cer,
Y6 = Phosphor, Arsen, Bor und/oder Antimon,
Y7 = ein seltenes Erdmetall, Titan, Zirkonium, Niob, Tantal, Rhenium, Ruthenium, Rhodium, Silber, Gold, Aluminium, Gallium, Indium, Silicium, Germanium, Blei, Thorium und/oder Uran,
a' = 0,01 bis 8,
b' = 0,1 bis 30,
c' = 0 bis 4,
d' = 0 bis 20,
e' > 0 bis 20,
f' = 0 bis 6,
g' = 0 bis 15,
h' = 8 bis 16,
x',y' = Zahlen, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in V bestimmt werden und
p,q = Zahlen, deren Verhältnis p/q 0,1 bis 10 beträgt,
enthaltend dreidimensional ausgedehnte, von ihrer lokalen Umgebung aufgrund ihrer von ihrer lokalen Umgebung verschiedenen Zusammensetzung abgegrenzte, Bereiche der chemischen Zusammensetzung Y1 a,Y2 b,Ox, deren Größtdurchmesser (längste durch den Schwerpunkt des Bereichs gehende Verbindungsstrecke zweier auf der Oberfläche (Grenzfläche) des Bereichs befindlicher Punkte) 1 nm bis 100 μm, häufig 10 nm bis 500 nm oder 1 μm bis 50 bzw. 25 μm, beträgt.
Multimetal oxide active compositions to be used for the step from propylene to acrolein are also compositions of the general formula V [Y 1 a , Y 2 b , O x ,] p [Y 3 c , Y 4 d , Y 5 e , Y 6 f , Y 7 g , Y 2 h , O y ,] q (V), in which the variables have the following meaning:
Y 1 = only bismuth or bismuth and at least one of the elements tellurium, antimony, tin and copper,
Y 2 = molybdenum or molybdenum and tungsten,
Y 2 = an alkali metal, thallium and / or samarium,
Y 2 = an alkaline earth metal, nickel, cobalt, copper, manganese, zinc, tin, cadmium and / or mercury,
Y 5 = iron or iron and at least one of the elements chromium and cerium,
Y 6 = phosphorus, arsenic, boron and / or antimony,
Y 7 = a rare earth metal, titanium, zirconium, niobium, tantalum, rhenium, ruthenium, rhodium, silver, gold, aluminum, gallium, indium, silicon, germanium, lead, thorium and / or uranium,
a '= 0.01 to 8,
b '= 0.1 to 30,
c '= 0 to 4,
d '= 0 to 20,
e '> 0 to 20,
f '= 0 to 6,
g '= 0 to 15,
h '= 8 to 16,
x ', y' = numbers which are determined by the valency and frequency of the elements in V other than oxygen and
p, q = numbers whose ratio p / q is 0.1 to 10,
containing three-dimensionally extended areas of the chemical composition Y 1 a , Y 2 b , O x , which are different from their local surroundings due to their composition which differs from their local surroundings, and whose maximum diameter (longest connecting distance through the center of gravity of the area of two on the surface (interface ) of the range of points) is 1 nm to 100 μm, often 10 nm to 500 nm or 1 μm to 50 or 25 μm.

Besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Multimetalloxidmassen V sind solche, in denen Y1 nur Wismut ist.Particularly advantageous multimetal oxide compositions V according to the invention are those in which Y 1 is only bismuth.

Unter diesen werden wiederum jene bevorzugt, die der allgemeinen Formel VI [Bia ''Z2 b ''Ox'']p'' [Z2 12Z3 c ''Z4 d ''Fee ''Z5 f ''Z6 g''Z7 h ''Oy '']q '' (VI)in der die Varianten folgende Bedeutung haben:
Z2 = Molybdän oder Molybdän und Wolfram,
Z3 = Nickel und/oder Kobalt,
Z4 = Thallium, ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall,
Z5 = Phosphor, Arsen, Bor, Antimon, Zinn, Cer und/oder Blei,
Z6 = Silicium, Aluminium, Titan und/oder Zirkonium,
Z7 = Kupfer, Silber und/oder Gold,
a'' = 0,1 bis 1,
b'' = 0,2 bis 2,
c'' = 3 bis 10,
d'' = 0,02 bis 2,
e'' = 0,01 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 3,
f'' = 0 bis 5,
g'' = 0 bis 10,
h'' = 0 bis 1,
x'',y'' = Zahlen, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Element in VI bestimmt werden,
p'',q'' = Zahlen, deren Verhältnis p''/q'' 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 2 beträgt,
entsprechen, wobei diejenigen Massen VI ganz besonders bevorzugt werden, in denen Z2 b'' = (Wolfram)b'' und Z2 12 = (Molybdän)12 ist.
Among these, those are preferred which have the general formula VI [Bi a '' Z 2 b '' O x '' ] p '' [Z 2 12 Z 3 c '' Z 4 d '' Fe e '' Z 5 f '' Z 6 g '' Z 7 h '' O y '' ] q '' (VI) in which the variants have the following meaning:
Z 2 = molybdenum or molybdenum and tungsten,
Z 3 = nickel and / or cobalt,
Z 4 = thallium, an alkali metal and / or an alkaline earth metal,
Z 5 = phosphorus, arsenic, boron, antimony, tin, cerium and / or lead,
Z 6 = silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,
Z 7 = copper, silver and / or gold,
a '' = 0.1 to 1,
b '' = 0.2 to 2,
c '' = 3 to 10,
d '' = 0.02 to 2,
e '' = 0.01 to 5, preferably 0.1 to 3,
f '' = 0 to 5,
g '' = 0 to 10,
h '' = 0 to 1,
x '', y '' = numbers that are determined by the valency and frequency of the element other than oxygen in VI be true
p '', q '' = numbers whose ratio p '' / q '' is 0.1 to 5, preferably 0.5 to 2,
correspond, those masses VI being very particularly preferred in which Z 2 b '' = (tungsten) b '' and Z 2 12 = (molybdenum) 12 .

Ferner ist es von Vorteil, wenn wenigstens 25 mol-% (bevorzugt wenigstens 50 mol-% und besonders bevorzugt wenigstens 100 mol-%) des gesamten Anteils [Y1 a,Y2 b,Ox,]p ([Bia''Z2 b''Ox'']p'') der erfindungsgemäß geeigneten Multimetalloxidmassen V (Multimetalloxidmassen VI) in den erfindungsgemäß geeigneten Multimetalloxidmassen V (Multimetalloxidmassen VI) in Form dreidimensional ausgedehnter, von ihrer lokalen Umgebung aufgrund ihrer von ihrer lokalen Umgebung verschiedenen chemischen Zusammensetzung abgegrenzter, Be reiche der chemischen Zusammensetzung Y1 a, Y2 b, Ox, [Bia''Z2 b''Ox''] vorliegen, deren Größtdurchmesser im Bereich 1 nm bis 100 μm liegt.It is also advantageous if at least 25 mol% (preferably at least 50 mol% and particularly preferably at least 100 mol%) of the total fraction [Y 1 a , Y 2 b , O x ,] p ([Bi a '' Z 2 b'' O x'' ] p'' ) of the multimetal oxide compositions V (multimetal oxide compositions VI) which are suitable according to the invention in the multimetal oxide compositions V (multimetal oxide compositions VI) which are suitable according to the invention in the form of three-dimensionally expanded form, from their local environment because of their different from their local environment chemical composition of limited areas of the chemical composition Y 1 a , Y 2 b , O x , [Bi a '' Z 2 b '' O x '' ], the size of which is in the range from 1 nm to 100 μm.

Hinsichtlich der Formgebung gilt bezüglich Multimetalloxidmassen V-Katalysatoren das bei den Multimetalloxidmassen IV-Katalysatoren Gesagte.Regarding the shape applies in terms of Multimetal oxide masses V-catalysts that with the multimetal oxide masses IV catalysts said.

Die Herstellung von Multimetalloxidmassen V-Aktivmassen ist z.B. in der EP-A 575897 sowie in der DE-A 19855913 beschrieben.The production of multimetal oxide compositions V-active compositions is for example in the EP-A 575897 as well as in the DE-A 19855913 described.

Die vorstehend empfohlenen inerten Trägermaterialien kommen u.a. auch als inerte Materialien zur Verdünnung und/oder Abgrenzung der entsprechenden Katalysatorfestbetten, bzw. als deren schützende und/oder das Gasgemisch aufheizende Vorschüttung in Betracht.The inert ones recommended above support materials come among others also as inert materials for dilution and / or delimitation of the corresponding fixed catalyst beds, or as their protective and / or the pre-fill heating the gas mixture into consideration.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß sich alle Katalysatoren und Multimetalloxidmassen, die für den Schritt vom Propylen zum Acrolein als geeignet empfohlen wurden, sich grundsätzlich auch für die Partialammoxidation von Propylen zu Acrylnitril eignen.At this point it should be mentioned that everyone Catalysts and multimetal oxide materials required for the step from propylene were recommended as suitable for acrolein, in principle also for the Partial ammoxidation of propylene to acrylonitrile are suitable.

Für den zweiten Schritt, die heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation von Acrolein zu Acrylsäure, kommen, wie bereits gesagt, prinzipiell alle Mo und V enthaltenden Multimetalloxidmassen als Aktivmassen in Betracht, z.B. jene der DE-A 10046928 .For the second step, the heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid, all Mo and V-containing multimetal oxide materials can in principle be considered as active materials, for example those of DE-A 10046928 ,

Eine Vielzahl derselben, z.B. diejenigen der DE-A 19815281 , läßt sich unter der allgemeinen Formel VII Mol2VaX1 bX2 cX3 dX4 eX5 fX6 gOn (VII),in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
X1 = W, Nb, Ta, Cr und/oder Ce,
X2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn und/oder Zn,
X3 = Sb und/oder Bi,
X4 = eines oder mehrere Alkalimetalle,
X5 = eines oder mehrere Erdalkalimetalle,
X6 = Si, Al, Ti und/oder Zr,
a = 1 bis 6,
b = 0,2 bis 4,
c = 0,5 bis 18,
d = 0 bis 40,
e = 0 bis 2,
f = 0 bis 4,
g = 0 bis 40 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in VII bestimmt wird,
subsummieren.
Many of them, for example those of DE-A 19815281 , can be under the general formula VII Mo l2 V a X 1 b X 2 c X 3 d X 4 e X 5 f X 6 g O n (VII), in which the variables have the following meaning:
X 1 = W, Nb, Ta, Cr and / or Ce,
X 2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn and / or Zn,
X 3 = Sb and / or Bi,
X 4 = one or more alkali metals,
X 5 = one or more alkaline earth metals,
X 6 = Si, Al, Ti and / or Zr,
a = 1 to 6,
b = 0.2 to 4,
c = 0.5 to 18,
d = 0 to 40,
e = 0 to 2,
f = 0 to 4,
g = 0 to 40 and
n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in VII,
subsumed.

Erfindungsgemäß bevorzugte Ausführungsformen innerhalb der aktiven Multimetalloxide VII sind jene, die von den nachfolgenden Bedeutungen der Variablen der allgemeinen Formel VII erfaßt werden:
X1 = W, Nb, und/oder Cr,
X2 = Cu, Ni, Co, und/oder Fe,
X3 = Sb,
X4 = Na und/oder K,
X5 = Ca, Sr und/oder Ba,
X6 = Si, Al, und/oder Ti,
a = 1,5 bis 5,
b = 0,5 bis 2,
c = 0,5 bis 3,
d = 0 bis 2,
e = 0 bis 0,2,
f = 0 bis 1 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in VII bestimmt wird.
Preferred embodiments according to the invention within the active multimetal oxides VII are those which are covered by the following meanings of the variables of the general formula VII:
X 1 = W, Nb, and / or Cr,
X 2 = Cu, Ni, Co, and / or Fe,
X 3 = Sb,
X 4 = Na and / or K,
X 5 = Ca, Sr and / or Ba,
X 6 = Si, Al, and / or Ti,
a = 1.5 to 5,
b = 0.5 to 2,
c = 0.5 to 3,
d = 0 to 2,
e = 0 to 0.2,
f = 0 to 1 and
n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in VII.

Erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugte Multimetalloxide VII sind jedoch jene der allgemeinen Formel VIII Mo12Va'Y1 b'Y2 c'Y5 f'Y6 q'On' (VIII) mit
Y1 = W und/oder Nb,
Y2 = Cu und/oder Ni,
Y5 = Ca und/oder Sr,
Y6 = Si und/oder Al,
a' = 2 bis 4,
b' = 1 bis 1,5,
c' = 1 bis 3,
f' = 0 bis 0,5
g' = 0 bis 8 und
n' = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elementen in VIII bestimmt wird.
According to the invention, particularly preferred multimetal oxides VII are those of the general formula VIII Mo 12 V a ' Y 1 b' Y 2 c ' Y 5 f' Y 6 q ' O n' (VIII) With
Y 1 = W and / or Nb,
Y 2 = Cu and / or Ni,
Y 5 = Ca and / or Sr,
Y 6 = Si and / or Al,
a '= 2 to 4,
b '= 1 to 1.5,
c '= 1 to 3,
f '= 0 to 0.5
g '= 0 to 8 and
n '= a number determined by the valency and frequency of elements other than oxygen in VIII.

Die erfindungsgemäß geeigneten Multimetalloxidaktivmassen (VII) sind in an sich bekannter, z.B. in der DE-A 4335973 oder in der EP-A 714700 offenbarter, Weise erhältlich.The multimetal oxide active materials (VII) which are suitable according to the invention are known per se, for example in DE-A 4335973 or in the EP-A 714700 disclosed, way available.

Prinzipiell können für den Schritt „Acrolein Acrylsäure" geeignete Multimetalloxidaktivmassen, insbesondere solche der allgemeinen Formel VII, in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß man von geeigneten Quellen ihrer elementaren Konstituenten ein möglichst inniges, vorzugsweise feinteiliges, ihrer Stöchiometrie entsprechend zusammengesetztes, Trockengemisch erzeugt und dieses bei Temperaturen von 350 bis 600°C calciniert. Die Calcination kann sowohl unter Inertgas als auch unter einer oxidativen Atmosphäre wie z.B. Luft (Gemisch aus Inertgas und Sauerstoff) sowie auch unter reduzierender Atmosphäre (z.B. Gemische aus Inertgas und reduzierenden Gasen wie H2, NH3, CO, Methan und/oder Acrolein oder die genannten reduzierend wirkenden Gase für sich) durchgeführt werden. Die Calcinationsdauer kann einige Minuten bis einige Stunden betragen und nimmt üblicherweise mit der Temperatur ab. Als Quellen für die elementaren Konstituenten der Multimetalloxidaktivmassen VII kommen solche Verbindungen in Betracht, bei denen es sich bereits um Oxide handelt und/oder um solche Verbindungen, die durch Erhitzen, wenigstens in Anwesenheit von Sauerstoff, in Oxide überführbar sind.In principle, multimetal oxide active compositions suitable for the “acrolein acrylic acid” step, in particular those of the general formula VII, can be prepared in a simple manner by generating an intimate, preferably finely divided, dry mixture composed of suitable stoichiometry from suitable sources of their elemental constituents and this calcined at temperatures from 350 to 600 ° C. The calcination can take place both under inert gas and under an oxidative atmosphere such as air (mixture of inert gas and oxygen) and also under a reducing atmosphere (eg mixtures of inert gas and reducing gases such as H 2 , NH 3 , CO, methane and / or acrolein or the reducing gases mentioned per se.) The calcination time can be from a few minutes to a few hours and usually decreases with temperature. As sources for the elemental constituents of the multimetal oxide active materials VII compounds which are already oxides and / or those compounds which can be converted into oxides by heating, at least in the presence of oxygen, are suitable.

Das innige Vermischen der Ausgangsverbindungen zur Herstellung von Multimetalloxidmassen VII kann in trockener oder in nasser Form erfolgen. Erfolgt es in trockener Form, so werden die Ausgangsverbindungen zweckmäßigerweise als feinteilige Pulver eingesetzt und nach dem Mischen und gegebenenfalls Verdichten der Calcinierung unterworfen. Vorzugsweise erfolgt das innige Vermischen jedoch in nasser Form.The intimate mixing of the starting compounds for the production of multimetal oxide materials VII can in dry or done in wet form. If it is done in a dry form, it will be the starting compounds expediently used as a fine powder and after mixing and optionally Compacting subjected to calcination. This is preferably done intimate mixing, however, in wet form.

Üblicherweise werden dabei die Ausgangsverbindungen in Form einer wäßrigen Lösung und/oder Suspension miteinander vermischt. Besonders innige Trockengemische werden beim beschriebenen Mischverfahren dann erhalten, wenn ausschließlich von in gelöster Form vorliegenden Quellen der elementaren Konstituenten ausgegangen wird. Als Lösungsmittel wird bevorzugt Wasser eingesetzt. Anschließend wird die erhaltene wäßrige Masse getrocknet, wobei der Trocknungsprozeß vorzugsweise durch Sprühtrocknung der wäßrigen Mischung mit Austrittstemperaturen von 100 bis 150°C erfolgt.Usually the starting compounds are in the form of an aqueous solution and / or suspension mixed together. Particularly intimate dry mixtures are used in the described mixing process obtained when exclusively from in dissolved Form of available sources of the elementary constituents becomes. As a solvent water is preferred. Then the aqueous mass obtained dried, the drying process preferably by spray drying the aqueous mixture with outlet temperatures of 100 to 150 ° C.

Die resultierenden Multimetalloxidmassen, insbesondere jene der allgemeinen Formel VII, können für die Acroleinoxidation sowohl in Pulverform als auch zu bestimmten Katalysatorgeometrien geformt eingesetzt werden, wobei die Formgebung vor oder nach der abschließenden Calcination erfolgen kann. Beispielsweise können aus der Pulverform der Aktivmasse oder ihrer uncalcinierten Vorläufermasse durch Verdichten zur gewünschten Katalysatorgeometrie (z.B. durch Tablettieren, Extrudieren oder Strangpressen) Vollkatalysatoren hergestellt werden, wobei gegebenenfalls Hilfsmittel wie z.B. Graphit oder Stearinsäure als Gleitmittel und/oder Formhilfsmittel und Verstärkungsmittel wie Mikrofasern aus Glas, Asbest, Siliciumcarbid oder Kaliumtitanat zugesetzt werden können. Geeignete Vollkatalysatorgeometrien sind z.B. Vollzylinder oder Hohlzylinder mit einem Außendurchmesser und einer Länge von 2 bis 10 mm. Im Fall der Hohlzylinder ist eine Wandstärke von 1 bis 3 mm zweckmäßig. Selbstverständlich kann der Vollkatalysator auch Kugelgeometrie aufweisen, wobei der Kugeldurchmesser 2 bis 10 mm betragen kann.The resulting multimetal oxide masses in particular those of the general formula VII, can be used for both acrolein oxidation molded in powder form as well as certain catalyst geometries are used, the shaping before or after the final calcination can be done. For example, from the powder form of the active composition or its uncalcined precursor composition by compression to the desired one Catalyst geometry (e.g. by tableting, extruding or Extrusion) full catalysts are prepared, where appropriate Tools such as Graphite or stearic acid as a lubricant and / or Molding aids and reinforcing agents such as microfibers made of glass, asbestos, silicon carbide or potassium titanate can be added. Suitable unsupported catalyst geometries are e.g. Solid cylinder or Hollow cylinder with an outer diameter and a length from 2 to 10 mm. In the case of the hollow cylinder, the wall thickness is 1 to 3 mm appropriate. Of course you can the full catalyst also have spherical geometry, the spherical diameter Can be 2 to 10 mm.

Selbstverständlich kann die Formgebung der pulverförmigen Aktivmasse oder ihrer pulverförmigen, noch nicht calcinierten, Vorläufermasse auch durch Aufbringen auf vorgeformte inerte Katalysatorträger erfolgen. Die Beschichtung der Trägerkörper zur Herstellung der Schalenkatalysatoren wird in der Regel in einem geeigneten drehbaren Behälter ausgeführt, wie es z.B. aus der DE-A 2909671 , der EP-A 293859 oder aus der EP-A 714700 bekannt ist.Of course, the powdery active composition or its powdery, not yet calcined, precursor composition can also be shaped by application to preformed inert catalyst supports. The coating of the support bodies for the production of the coated catalysts is generally carried out in a suitable rotatable container, such as that from the DE-A 2909671 , the EP-A 293859 or from the EP-A 714700 is known.

Zweckmäßigerweise wird zur Beschichtung der Trägerkörper die aufzubringende Pulvermasse befeuchtet und nach dem Aufbringen, z.B. mittels heißer Luft, wieder getrocknet. Die Schichtdicke der auf den Trägerkörper aufgebrachten Pulvermasse wird zweckmäßigerweise im Bereich 10 bis 1000 μm, bevorzugt im Bereich 50 bis 500 μm und besonders bevorzugt im Bereich 150 bis 250 μm liegend, gewählt.The powder mass to be applied is expediently used to coat the carrier bodies moist and dried again after application, e.g. using hot air. The layer thickness of the powder composition applied to the carrier body is expediently selected in the range from 10 to 1000 μm, preferably in the range from 50 to 500 μm and particularly preferably in the range from 150 to 250 μm.

Als Trägermaterialien können dabei übliche poröse oder unporöse Aluminiumoxide, Siliciumdioxid, Thoriumdioxid, Zirkondioxid, Siliciumcarbid oder Silikate wie Magnesium- oder Aluminiumsilikat verwendet werden. Die Trägerkörper können regelmäßig oder unregelmäßig geformt sein, wobei regelmäßig geformte Trägerkörper mit deutlich ausgebildeter Oberflächenrauhigkeit, z.B. Kugeln oder Hohlzylinder mit Splittauflage, bevorzugt werden. Geeignet ist die Verwendung von im wesentlichen unporösen, oberflächenrauhen, kugelförmigen Trägern aus Steatit, deren Durchmesser 1 bis 8 mm, bevorzugt 4 bis 5 mm beträgt. Geeignet ist aber auch die Verwendung von Zylindern als Trägerkörper, deren Länge 2 bis 10 mm und deren Außendurchmesser 4 bis 10 mm beträgt. Im Fall von Ringen als Trägerkörper liegt die Wanddicke darüber hinaus üblicherweise bei 1 bis 4 mm. Bevorzugt zu verwendende ringförmige Trägerkörper besitzen eine Länge von 2 bis 6 mm, einen Außendurchmesser von 4 bis 8 mm und eine Wanddicke von 1 bis 2 mm. Geeignet sind vor allem auch Ringe der Geometrie 7 mm × 3 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser) als Trägerkörper. Die Feinheit der auf die Oberfläche des Trägerkörpers aufzubringenden katalytisch aktiven Oxidmassen wird selbstredend an die gewünschte Schalendicke angepaßt (vgl. EP-A 714 700 ).Conventional porous or non-porous aluminum oxides, silicon dioxide, thorium dioxide, zirconium dioxide, silicon carbide or silicates such as magnesium or aluminum silicate can be used as carrier materials. The carrier bodies can have a regular or irregular shape, preference being given to regularly shaped carrier bodies with a clearly formed surface roughness, for example balls or hollow cylinders with a split layer. It is suitable to use essentially non-porous, rough-surface, spherical supports made of steatite, the diameter of which is 1 to 8 mm, preferably 4 to 5 mm. However, it is also suitable to use cylinders as carrier bodies, the length of which is 2 to 10 mm and the outside diameter is 4 to 10 mm. In the case of rings as support bodies, the wall thickness is also usually 1 to 4 mm. Annular support bodies to be used preferably have a length of 2 to 6 mm, an outer diameter of 4 to 8 mm and a wall thickness of 1 to 2 mm. Rings of geometry 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter) are particularly suitable as carrier bodies. The fineness of the catalytically active oxide materials to be applied to the surface of the carrier body is of course adapted to the desired shell thickness (cf. EP-A 714 700 ).

Günstige für den Schritt „Acrolein Acrylsäure" zu verwendende Multimetalloxidaktivmassen sind ferner Massen der allgemeinen Formel IX, [D]p[E]q (IX),in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
D = Mo12Va''Z1 bZ2 c''Z3 d''Z4 f''Z5 g''Z6 g''Ox'',
E: = Z7 12Cuh''Hi''O'',
Z1 = W, Nb, Ta, Cr und/oder Ce,
Z2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn und/oder Zn,
Z3 = Sb und/oder Bi,
Z4 = Li, Na, K, Rb, Cs und/oder H
Z5 = Mg, Ca, Sr und/oder Ba,
Z6 = Si, Al, Ti und/oder Zr,
Z7 = Mo, W, V, Nb und/oder Ta, vorzugsweise Mo und/oder W
a'' = 1 bis 8,
b'' = 0,2 bis 5,
c'' = 0 bis 23,
d'' = 0 bis 50,
e'' = 0 bis 2,
f'' = 0 bis 5,
g'' = 0 bis 50,
h'' = 4 bis 30,
i'' = 0 bis 20 und
x'',y'' = Zahlen, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Element in IX bestimmt werden und
p,q = von Null verschiedene Zahlen, deren Verhältnis p/q 160:1 bis 1:1 beträgt,
und die dadurch erhältlich sind, daß man eine Multimetalloxidmasse E Z7 12Cuh''Hi''Oy'' (E), in feinteiliger Form getrennt vorbildet (Ausgangsmasse 1) und anschließend die vorgebildete feste Ausgangsmasse 1 in eine wäßrige Lösung, eine wäßrige Suspension oder in ein feinteiliges Trockengemisch von Quellen der Elemente Mo, V, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, die die vorgenannten Elemente in der Stöchiometrie D Mol2Va''Z1 b''Z2 c''Z3 d''Z4 e''Z5 f''Z6 g'' (D) enthält (Ausgangsmasse 2), im gewünschten Mengenverhältnis p:q einarbeitet, die dabei gegebenenfalls resultierende wäßrige Mischung trocknet, und die so gegebene trockene Vorläufermasse vor oder nach ihrer Trocknung zur gewünschten Katalysatorgeometrie bei Temperaturen von 250 bis 600°C calciniert.
Favorable multimetal oxide active compositions to be used for the “acrolein acrylic acid” step are also compositions of the general formula IX, [D] p [E] q (IX), in which the variables have the following meaning:
D = Mo 12 V a '' Z 1 b Z 2 c '' Z 3 d '' Z 4 f '' Z 5 g '' Z 6 g '' O x '' ,
E: = Z 7 12 Cu h '' H i '' O '' ,
Z 1 = W, Nb, Ta, Cr and / or Ce,
Z 2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn and / or Zn,
Z 3 = Sb and / or Bi,
Z 4 = Li, Na, K, Rb, Cs and / or H
Z 5 = Mg, Ca, Sr and / or Ba,
Z 6 = Si, Al, Ti and / or Zr,
Z 7 = Mo, W, V, Nb and / or Ta, preferably Mo and / or W.
a '' = 1 to 8,
b '' = 0.2 to 5,
c '' = 0 to 23,
d '' = 0 to 50,
e '' = 0 to 2,
f '' = 0 to 5,
g '' = 0 to 50,
h '' = 4 to 30,
i '' = 0 to 20 and
x '', y '' = numbers determined by the valency and frequency of the element other than oxygen in IX and
p, q = non-zero numbers whose ratio p / q is 160: 1 to 1: 1,
and which are obtainable by using a multimetal oxide mass E Z 7 12 Cu h '' H i '' O y '' (E), separately in finely divided form (starting mass 1) and then the preformed solid starting mass 1 in an aqueous solution, an aqueous suspension or in a finely divided dry mixture of sources of the elements Mo, V, Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z 5 , Z 6 , which the aforementioned elements in the stoichiometry D Mo l2 V a '' Z 1 b '' Z 2 c '' Z 3 d '' Z 4 e '' Z 5 f '' Z 6 g '' (D) contains (starting mass 2), incorporated in the desired p: q ratio, the resulting aqueous mixture dries, and the resulting dry precursor is calcined before or after drying to the desired catalyst geometry at temperatures of 250 to 600 ° C.

Bevorzugt sind die Multimetalloxidmassen IX, bei denen die Einarbeitung der vorgebildeten festen Ausgangsmasse 1 in eine wäßrige Ausgangsmasse 2 bei einer Temperatur ≤ 70°C erfolgt. Eine detaillierte Beschreibung der Herstellung von Multimetalloxidmassen VI-Katalysatoren enthalten z.B. die EP-A 668104 , die DE-A 19736105 , die DE-A 10046928 , die DE-A 19740493 und die DE-A 19528646 .Preferred are the multimetal oxide compositions IX, in which the preformed solid starting composition 1 is incorporated into an aqueous starting composition 2 at a temperature ≤ 70 ° C. A detailed description of the production of multimetal oxide VI catalysts contain, for example, the EP-A 668104 , the DE-A 19736105 , the DE-A 10046928 , the DE-A 19740493 and the DE-A 19528646 ,

Hinsichtlich der Formgebung gilt bezüglich Multimetalloxidmassen IX-Katalysatoren das bei den Multimetalloxidmassen VII-Katalysatoren Gesagte.Regarding the shape applies in terms of Multimetal oxide materials IX catalysts that with the multimetal oxide materials VII catalysts said.

Für den Schritt "Acrolein → Acrylsäure" in hervorragender Weise geeignete Multimetalloxidkatalysatoren sind auch jene der DE-A 19815281 , insbesondere mit Multimetaloxidaktivmassen der allgemeinen Formel I dieser Schrift.Multimetal oxide catalysts which are outstandingly suitable for the step "acrolein → acrylic acid" are also those of DE-A 19815281 , in particular with multimetal oxide active compositions of the general formula I of this document.

Vorteilhaft werden für den Schritt vom Propylen zum Acrolein Vollkatalysatorringe und für den Schritt vom Acrolein zur Acrylsäure Schalenkatalysatorringe verwendet.Be beneficial for the step from propylene to acrolein full catalyst rings and for the step from Acrolein to acrylic acid Cup catalyst rings used.

Die Durchführung des ersten Schrittes der Partialoxidation, vom Propylen zum Acrolein, kann mit den beschriebenen Katalysatoren z.B. in einem Einzonen-Vielkontaktrohr-Festbettreaktor durchgeführt werden, wie ihn die DE-A 4431957 beschreibt.The implementation of the first step of the partial oxidation, from propylene to acrolein, can be carried out with the catalysts described, for example in a single-zone multi-contact tube fixed-bed reactor, as is the case with DE-A 4431957 describes.

Als Oxidationsmittel wird Sauerstoff verwendet. Wird als inertes Verdünnungsgas N2 gewählt, erweist sich die Verwendung von Luft als Sauerstoffquelle besonders vorteilhaft.Oxygen is used as the oxidizing agent. If N 2 is chosen as the inert diluent gas, the use of air as an oxygen source proves to be particularly advantageous.

In der Regel wird bei einem Propylen : Sauerstoff : indifferente Gase (einschließlich Wasserdampf) Volumen (Nl)-Verhältnis von 1:(1,0 bis 3,0):(5 bis 25), vorzugsweise 1:(1,7 bis 2,3):(10 bis 15) gearbeitet. Der Reaktionsdruck liegt üblicherweise im Bereich von 1 bis 3 bar und die Gesamtraumbelastung beträgt vorzugsweise 1500 bis 4000 Nl/(l·h). Die Propylenlast beträgt typisch 90 bis 200 Nl/(1·h).Usually a propylene : Oxygen: indifferent gases (including water vapor) volume (Nl) ratio from 1: (1.0 to 3.0) :( 5 to 25), preferably 1: (1.7 to 2.3) :( 10 to 15) worked. The reaction pressure is usually in the range of 1 to 3 bar and the total space load is preferably 1500 to 4000 Nl / (l.h). The propylene load is typically 90 to 200 Nl / (1 x h).

Bevorzugt wird der Einzonen-Vielkontaktrohr-Festbettreaktor mit dem Beschickungsgasgemisch von oben angeströmt. Als Wärmeaustauschmittel wird zweckmäßig eine Salzschmelze, bevorzugt bestehend aus 60 Gew.-% Kaliumnitrat (KNO3) und 40 Gew.-% Natriumnitrit (NaNO2), oder aus 53 Gew.-% Kaliumnitrat (KNO3), 40 Gew.-% Natriumnitrit (NaNO2) und 7 Gew.-% Natriumnitrat (NaNO3), eingesetzt.The single-zone multi-contact tube fixed bed reactor with the feed gas mixture is preferably flowed from above. A salt melt, preferably consisting of 60% by weight of potassium nitrate (KNO 3 ) and 40% by weight of sodium nitrite (NaNO 2 ), or of 53% by weight of potassium nitrate (KNO 3 ), 40% by weight, is expediently used as the heat exchange medium. Sodium nitrite (NaNO 2 ) and 7% by weight sodium nitrate (NaNO 3 ).

Über den Reaktor betrachtet können Salzschmelze und Reaktionsgasgemisch sowohl im Gleichstrom als auch im Gegenstrom geführt werden. Die Salzschmelze selbst wird bevorzugt mäanderförmig um die Kontaktrohre geführt.about can look at the reactor Salt melt and reaction gas mixture both in cocurrent and led in countercurrent become. The molten salt itself is preferably guided in a meandering shape around the contact tubes.

Strömt man die Kontaktrohre von oben nach unten an, ist es zweckmäßig, die Kontaktrohre von unten nach oben wie folgt zu beschicken (für die Anströmung von unten nach oben wird die Beschickungsabfolge in zweckmäßiger Weise umgekehrt):If you flow the contact tubes from downwards, it is advisable to move the contact tubes downwards to be loaded as follows (for the inflow from bottom to top, the loading sequence is convenient vice versa):

  • – zunächst auf einer Länge von 40 bis 60 % der Kontaktrohrlänge entweder nur Katalysator, oder ein Gemisch aus Katalysator und Inertmaterial, wobei letzteres, bezogen auf die Mischung, ein Gewichtsanteil von bis zu 20 Gew.-% ausmacht (Abschnitt C);- first on a length from 40 to 60% of the contact tube length either only catalyst, or a mixture of catalyst and inert material, the latter, based on the mixture, a weight fraction of up to accounts for 20% by weight (Section C);
  • – daran anschließend auf einer Länge von 20 bis 40 % der Gesamtrohrlänge entweder nur Katalysator, oder ein Gemisch aus Katalysator und Inertmaterial, wobei letzteres, bezogen auf die Mischung, einen Gewichtsanteil von bis zu 40 Gew.-% ausmacht (Abschnitt B); und- on it subsequently on one length from 20 to 40% of the total pipe length either only catalyst, or a mixture of catalyst and inert material, the latter, based on the mixture, a proportion by weight accounts for up to 40% by weight (Section B); and
  • – abschließend auf einer Länge von 10 bis 20 % der Gesamtrohrlänge eine Schüttung aus Inertmaterial (Abschnitt A), die vorzugsweise so gewählt wird, dass sie einen möglichst geringen Druckverlust bedingt.- finally a length from 10 to 20% of the total pipe length a fill from inert material (section A), which is preferably chosen so that you have one if possible low pressure loss.

Bevorzugt ist der Abschnitt C unverdünnt.Section C is preferably undiluted.

Vorgenannte Beschickungsvariante ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn als Katalysatoren solche gemäß Beispiel 1 der DE-A 10046957 oder gemäß Beispiel 3 der DE-A 10046957 und als Inertmaterial Ringe aus Steatit mit der Geometrie 7 mm × 7 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Höhe × Innendurchmesser) verwendet werden. Hinsichtlich der Salzbadtemperatur gilt das in der DE-A 4431957 Gesagte.The aforementioned feed variant is particularly expedient if the catalysts according to Example 1 of the DE-A 10046957 or according to Example 3 of DE-A 10046957 and rings of steatite with the geometry 7 mm × 7 mm × 4 mm (outer diameter × height × inner diameter) are used as the inert material. This applies to the salt bath temperature in the DE-A 4431957 Said.

Die Durchführung des ersten Schrittes der Partialoxidation, vom Propylen zum Acrolein, kann mit den beschriebenen Katalysatoren aber auch z.B. in einem Zweizonen-Vielkontaktrohr-Festbettreaktor durchgeführt werden, wie es die DE-A 19910506 beschreibt. In beiden vorstehend beschriebenen Fällen liegt der erzielte Propenumsatz bei einfachem Durchgang normalerweise bei Werten ≥ 90 mol-%, bzw. ≥ 95 mol-%. Die Durchführung des zweiten Schrittes der Partialoxidation, vom Acrolein zur Acrylsäure, kann mit den beschriebenen Katalysatoren z.B. in einem Einzonen-Vielkontaktrohr-Festbettreaktor durchgeführt werden, wie es die DE-A 4431949 beschreibt. In der Regel wird das Produktgemisch der Propylenoxidation zu Acrolein als solches (gegebenenfalls nach erfolgter Zwischenkühlung desselben), d.h., ohne Nebenkomponentenabtrennung, in die Acroleinoxidation zu Acrylsäure geführt.The implementation of the first step of the partial oxidation, from propylene to acrolein, can also be carried out with the catalysts described, for example in a two-zone multi-contact tube fixed-bed reactor, as is the case with DE-A 19910506 describes. In both cases described above, the propene conversion achieved in a single pass is normally ≥ 90 mol% or ≥ 95 mol%. The second step of the partial oxidation, from acrolein to acrylic acid, can be carried out using the catalysts described, for example in a single-zone multi-contact tube fixed-bed reactor, as is the case with DE-A 4431949 describes. As a rule, the product mixture of the propylene oxidation to acrolein is passed as such (if appropriate after intermediate cooling of the same), ie, without separation of secondary components, into the acrolein oxidation to acrylic acid.

Der für den zweiten Schritt der Partialoxidation benötigte Sauerstoff wird dabei bevorzugt als Luft zugesetzt und in der Regel Produktgasgemisch der Propylenoxidation unmittelbar zugegeben.The one for the second step of the partial oxidation needed Oxygen is preferably added as air and usually Product gas mixture of the propylene oxidation added immediately.

In der Regel ist das Beschickungsgasgemisch einer solchen Acroleinoxidation dann wie folgt zusammengesetzt: Acrolein : Sauerstoff : Wasserdampf : Inertgas-Volumenverhältnis (Nl) von 1:(1 bis 3):(0 bis 20):(3 bis 30), vorzugsweise von 1:(1 bis 3):(0,5 bis 10):(7 bis 18).Usually the feed gas mixture of such acrolein oxidation is then composed as follows: Acrolein: oxygen: water vapor: inert gas volume ratio (Nl) from 1: (1 to 3) :( 0 to 20) :( 3 to 30), preferably from 1: (1 to 3) :( 0.5 to 10) :( 7 to 18).

Der Reaktionsdruck beträgt in der Regel auch hier 1 bis 3 bar und die Gesamtraumbelastung liegt vorzugsweise bei 1000 bis 3800 Nl/(l·h). Die Acroleinlast beträgt typisch 80 bis 190 Nl/(1·h).The reaction pressure is in the Usually 1 to 3 bar and the total space load is preferably at 1000 to 3800 Nl / (l · h). The acrolein load is typically 80 to 190 Nl / (1 x h).

Bevorzugt wird der Einzonen-Vielkontaktrohr-Festbettreaktor mit dem Beschickungsgasgemisch ebenfalls von oben angeströmt. Als Wärmeaustauschmittel wird auch in der zweiten Stufe in zweckmäßiger Weise eine Salzschmelze, bevorzugt aus 60 Gew.-% Kaliumnitrat (KNO3) und 40 Gew.-% Natriumnitrit (NaNO2) oder aus 53 Gew.-% Kaliumnitrat (KNO3), 40 Gew.-% Natriumnitrit (NaNO2) und 7 Gew.-% Natriumnitrat (NaNO3) bestehend, eingesetzt. Über den Reaktor betrachtet können Salzschmelze und Reaktionsgasgemisch sowohl im Gleichstrom als auch im Gegenstrom geführt werden. Die Salzschmelze selbst wird bevorzugt mäanderförmig in die Kontaktrohre geführt.The single-zone multi-contact tube fixed bed reactor with the feed gas mixture is preferably also flowed from above. A salt melt is also expediently used as the heat exchange medium in the second stage, preferably from 60% by weight potassium nitrate (KNO 3 ) and 40% by weight sodium nitrite (NaNO 2 ) or from 53% by weight potassium nitrate (KNO 3 ), 40% by weight sodium nitrite (NaNO 2 ) and 7% by weight sodium consisting of nitrate (NaNO 3 ). When viewed through the reactor, the molten salt and reaction gas mixture can be conducted both in cocurrent and in countercurrent. The molten salt itself is preferably fed into the contact tubes in a meandering shape.

Strömt man die Kontaktrohre von oben nach unten an, ist es zweckmäßig, die Kontaktrohre von unten nach oben wie folgt zu beschicken:If you flow the contact tubes from downwards, it is advisable to move the contact tubes downwards to be loaded as follows:

  • – zunächst auf einer Länge von 50 bis 70 % der Kontaktrohrlänge entweder nur Katalysator oder ein Gemisch aus Katalysator und Inertmaterial, wobei letzteres, bezogen auf die Mischung, einen Gewichtsanteil von bis zu 20 Gew.-% ausmacht (Abschnitt C);- first on a length from 50 to 70% of the contact tube length either only catalyst or a mixture of catalyst and inert material, the latter, based on the mixture, a weight fraction of accounts for up to 20% by weight (Section C);
  • – daran anschließend auf einer Länge von 20 bis 40 % der Gesamtrohrlänge entweder nur Katalysator, oder ein Gemisch aus Katalysator und Inertmaterial, wobei letzteres, bezogen auf die Mischung, einen Gewichtsanteil von bis zu 40 Gew.-% ausmacht (Abschnitt B); und- on it subsequently on one length from 20 to 40% of the total pipe length either only catalyst, or a mixture of catalyst and inert material, the latter, based on the mixture, a proportion by weight accounts for up to 40% by weight (Section B); and
  • – abschließend auf einer Länge von 5 bis 20 % der Gesamtrohrlänge eine Schüttung aus Inertmaterial (Abschnitt A), die vorzugsweise so gewählt wird, dass sie einen möglichst geringen Druckverlust bedingt.- finally a length from 5 to 20% of the total pipe length a fill from inert material (section A), which is preferably chosen so that you have one if possible low pressure loss.

Bevorzugt ist der Abschnitt C unverdünnt.Section C is preferably undiluted.

Für eine Anströmung der Kontaktrohre von unten nach oben, wird die Kontaktrohrbeschickung in zweckmäßigerweise umgekehrt.For an inflow of the contact tubes from the bottom up, the contact tube loading in expediently vice versa.

Vorgenannte Beschickungsvariante ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn als Katalysatoren solche gemäß Herstellungsbeispiel 5 der DE-A 10046928 oder solche gemäß DE-A 19815281 und als Inertmaterial Ringe aus Steatit mit der Geometrie 7 mm × 7 mm × 4 mm oder 7 mm × 7 mm × 3 mm (jeweils Außendurchmesser × Höhe × Innendurchmessser) verwendet werden. Hinsichtlich der Salzbadtemperatur gilt das in der DE-A 44 319 49 Gesagte. Sie wird in der Regel so gewählt, daß der erzielte Acroleinumsatz bei einfachem Durchgang normalerweise ≥ 90 mol-%, bzw. ≥ 95 mol-% beträgt.The aforementioned charging variant is particularly expedient if the catalysts used are those according to Production Example 5 DE-A 10046928 or according to DE-A 19815281 and rings made of steatite with the geometry 7 mm × 7 mm × 4 mm or 7 mm × 7 mm × 3 mm (in each case outer diameter × height × inner diameter) are used as the inert material. This applies to the salt bath temperature in the DE-A 44 319 49 Said. It is usually chosen so that the acrolein conversion achieved in a single pass is normally ≥ 90 mol% or ≥ 95 mol%.

Die Durchführung des zweiten Schrittes der Partialoxidation, vom Acrolein zur Acrylsäure, kann mit den beschriebenen Katalysatoren aber auch z.B. in einem Zweizonen-Vielkontaktrohr-Festbettreaktor durchgeführt werden, wie es die DE-19910508 beschreibt. Für den Acroleinumsatz gilt das oben Genannte. Auch im Fall der Durchführung dieses zweiten Schrittes in einem Zweizonen-Vielkontaktrohr-Festbettreaktor wird man zur Erzeugung des Beschickungsgasgemisches zweckmäßig unmittelbar das Produktgasgemisch einer auf den ersten Schritt der Partialoxidation gerichteten (gegebenenfalls nach erfolgter Zwischenkühlung desselben) verwenden (wie sie vorstehend beschrieben wurde). Der für den zweiten Schritt der Par tialoxidation benötigte Sauerstoff wird dabei bevorzugt als Luft zugesetzt und im zweiten Fall dem Produktgasgemisch des ersten Schritts der Partialoxidation unmittelbar zugegeben.The implementation of the second step of the partial oxidation, from acrolein to acrylic acid, can also be carried out with the catalysts described, for example in a two-zone multi-contact tube fixed-bed reactor, as is the case with DE-19910508 describes. The above applies to acrolein conversion. Even if this second step is carried out in a two-zone multi-contact tube fixed-bed reactor, the product gas mixture of one directed to the first step of the partial oxidation (if necessary after intermediate cooling of the same) is expediently used to generate the feed gas mixture (as described above). The oxygen required for the second step of the partial oxidation is preferably added as air and in the second case is added directly to the product gas mixture of the first step of the partial oxidation.

Bei einer zweistufigen Fahrweise mit unmittelbarer Weiterverwendung des Produktgasgemisches des ersten Schritts der Partialoxidation zur Beschickung des zweiten Schritts der Partialoxidation, wird man in der Regel zwei Einzonen-Vielkontaktrohr-Festbettreaktoren oder zwei Zweizonen-Vielkontaktrohr-Festbettreaktoren hintereinanderschalten. Eine gemischte Hintereinanderschaltung (Einzonen/Zweizonen oder umgekehrt) ist auch möglich.With a two-stage driving style with immediate reuse of the product gas mixture of the first Partial oxidation step to feed the second step partial oxidation, you will usually have two single-zone multi-contact tube fixed-bed reactors or connect two two-zone multi-contact tube fixed bed reactors in series. A mixed series connection (single zone / two zones or vice versa) is also possible.

Zwischen den Reaktoren kann sich ein Zwischenkühler befinden, der gegebenenfalls Inertschüttungen enthalten kann, die eine Filterfunktion ausüben können. Die Salzbadtemperatur von Vielkontaktrohrreaktoren für den ersten Schritt der Partialoxidation von Propylen zu Acrylsäure beträgt in der Regel 300 bis 400°C. Die Salzbadtemperatur von Vielkontaktrohrreaktoren für den zweiten Schritt der Partialoxidation von Propylen zu Acrylsäure, die Partialoxidation von Acrolein zu Acrylsäure, beträgt meist 200 bis 350°C. Außerdem werden die Wärmeaustauschmittel (bevorzugt Salzschmelzen) normalerweise in solchen Mengen durch die relevanten Vielkontaktrohr-Festbettreaktoren geführt, daß der Unterschied zwischen ihrer Eingangs- und ihrer Ausgangstemperatur in der Regel ≤ 5°C beträgt. Wie bereits erwähnt, können beide Schritte der Partialoxidation von Propylen zu Acrylsäure aber auch wie in der DE-A 10121592 beschrieben in einem Reaktor an einer Beschickung vollzogen werden.An intercooler can be located between the reactors, which can optionally contain inert beds which can perform a filter function. The salt bath temperature of multi-contact tube reactors for the first step of the partial oxidation of propylene to acrylic acid is usually 300 to 400 ° C. The salt bath temperature of multi-contact tube reactors for the second step of the partial oxidation of propylene to acrylic acid, the partial oxidation of acrolein to acrylic acid, is usually 200 to 350 ° C. In addition, the heat exchange means (preferably molten salts) are normally passed through the relevant multi-contact tube fixed bed reactors in such quantities that the difference between their inlet and outlet temperatures is generally ≤ 5 ° C. As already mentioned, both steps of the partial oxidation of propylene to acrylic acid can also be carried out as in the DE-A 10121592 described are carried out in a reactor on a feed.

Es sei auch nochmals erwähnt, daß ein Teil des Beschickungsgasgemisches (Gasgemisches 2) für den ersten Schritt („Propylen → Acrolein") aus der Partialoxidation kommendes Kreisgas sein kann.It should also be mentioned that part the feed gas mixture (gas mixture 2) for the first step (“propylene → acrolein”) from the partial oxidation coming cycle gas can be.

Hierbei handelt es sich um Gas, das nach der Zielproduktabtrennung (Acrolein- und/oder Acrylsäureabtrennung) vom Produktgasgemisch der Partialoxidation verbleibt und als inertes Verdünnungsgas in die Beschickung für den ersten und/oder gegebenenfalls zweiten Schritt der Partialoxidation von Propylen zu Acrolein und/oder Acrylsäure rückgeführt werden kann.This is gas that after separation of the target product (acrolein and / or acrylic acid separation) remains of the product gas mixture of the partial oxidation and as inert diluent gas into the feed for the first and / or optionally second step of the partial oxidation can be recycled from propylene to acrolein and / or acrylic acid.

Bevorzugt wird solches Propan und gegebenenfalls Propylen enthaltendes Kreisgas jedoch in die Beschickung des ersten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens rückgeführt.Such propane and cycle gas optionally containing propylene, however, into the feed of the first step of the method according to the invention.

Es sei auch noch erwähnt, daß eine erfindungsgemäße Partialoxidation und/oder -ammoxidation so durchgeführt werden kann, daß man über die Katalysatorbeschickung zunächst ein Reaktionsgasgemisch über die Katalysatorbeschickung leitet, das keinen Sauerstoff enthält. In diesem Fall wird der für die Partialoxidation benötigte Sauerstoff als Gittersauerstoff zur Verfügung gestellt. In einem nachfolgenden Regenerierschritt mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas (z.B. Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder an Sauerstoff entreicherte Luft) wird das Katalysatorbett regeneriert, um nachfolgend wiederum für ein an Sauerstoff freies Reaktionsgasgemisch zur Verfügung zu stehen usw..It should also be mentioned that a partial oxidation and / or amoxidation according to the invention can be carried out in such a way that a reaction gas mixture which does not contain oxygen is first passed over the catalyst feed via the catalyst feed. In this case, the oxygen required for the partial oxidation is made available as lattice oxygen. In a subsequent regeneration step with an oxygen-containing gas (eg air, oxygen-enriched air or oxygen) de-enriched air), the catalyst bed is regenerated in order to be subsequently available again for an oxygen-free reaction gas mixture, etc.

Zusammenfassend bildet nochmals ein Rohrbündelreaktor innerhalb dessen sich die Katalysatorbeschickung längs der einzelnen Kontaktrohre mit Beendigung des ersten Reaktionsschrittes entsprechend ändert (derartige als Reaktionszone B erfindungsgemäß geeignete Propylenpartialoxidationen lehren z.B. die EP-A 911313 , die EP-A 979813 , die EP-A 990636 und die DE-A 2830765 ) die einfachste Realisierungsform zweier Oxidationszonen für die beiden Schritte der Partialoxidation von Propylen zu Acrylsäure. Gegebenenfalls wird dabei die Beschickung der Kontaktrohre mit Katalysator durch eine Inertschüttung unterbrochen.In summary, a tube bundle reactor again forms within which the catalyst feed along the individual contact tubes changes accordingly upon completion of the first reaction step (propylene partial oxidations suitable as reaction zone B according to the invention are taught, for example, by EP-A 911313 , the EP-A 979813 , the EP-A 990636 and the DE-A 2830765 ) the simplest implementation of two oxidation zones for the two steps of partial oxidation of propylene to acrylic acid. If necessary, the catalyst tubes are interrupted by an inert bed.

Vorzugsweise werden die beiden Oxidationszonen jedoch in Form zweier hintereinander geschalteter Rohrbündelsysteme realisiert. Diese können sich in einem Reaktor befinden, wobei der Übergang von einem Rohrbündel zum anderen Rohrbündel von einer nicht im Kontaktrohr untergebrachten (zweckmäßigerweise begehbaren) Schüttung aus Inertmaterial gebildet werden. Während die Kontaktrohre in der Regel von einem Wärmeträger umspült werden, erreicht dieser eine wie vorstehend beschrieben angebrachte Inertschüttung nicht. Mit Vorteil werden daher die beiden Kontaktrohrbündel in räumlich voneinander getrennten Reaktoren untergebracht. In der Regel befindet sich dabei zwischen den beiden Rohrbündelreaktoren ein Zwischenkühler, um eine gegebenenfalls erfolgende Acroleinnachverbrennung im Produktgasgemisch, das die erste Oxidationszone verläßt, zu mindern. Anstelle von Rohrbündelreaktoren können auch Plattenwärmetauscherreaktoren mit Salz- und/oder Siedekühlung, wie sie z.B. die DE-A 19 929 487 und die DE-A 19 952 964 beschreiben, eingesetzt werden.However, the two oxidation zones are preferably implemented in the form of two tube bundle systems connected in series. These can be located in a reactor, the transition from one tube bundle to the other tube bundle being formed by a bed of inert material which is not accommodated in the contact tube (expediently can be walked on). While the contact tubes are generally washed around by a heat transfer medium, the heat transfer medium does not reach an inert bed as described above. The two contact tube bundles are therefore advantageously accommodated in spatially separate reactors. As a rule, an intercooler is located between the two tube bundle reactors in order to reduce any acrolein afterburning in the product gas mixture which leaves the first oxidation zone. Instead of tube bundle reactors, plate heat exchanger reactors with salt and / or evaporative cooling, such as those used, can also be used DE-A 19 929 487 and the DE-A 19 952 964 describe, be used.

Die Reaktionsstemperatur in der ersten Oxidationszone liegt in der Regel bei 300 bis 450°C, bevorzugt bei 320 bis 390°C. Die Reaktionstemperatur in der zweiten Oxidationszone liegt in der Regel bei 200 bis 300°C, häufig bei 220 bis 290°C. Der Reaktionsdruck beträgt in beiden Oxidationszonen zweckmäßig 0,5 bis 5, vorteilhaft 1 bis 3 atm. Die Belastung (Nl/l·h) der Oxidationska talysatoren mit Reaktionsgas beträgt in beiden Oxidationszonen häufig 1500 bis 2500 h–1 bzw. bis 4000 h–1. Die Belastung mit Popylen kann dabei bei 100 bis 200 und mehr Nl/l·h liegen.The reaction temperature in the first oxidation zone is usually 300 to 450 ° C, preferably 320 to 390 ° C. The reaction temperature in the second oxidation zone is usually 200 to 300 ° C, often 220 to 290 ° C. The reaction pressure in both oxidation zones is expediently 0.5 to 5, advantageously 1 to 3 atm. The loading (Nl / l · h) of the Oxidationska talysatoren with reaction gas in both oxidation zones is often 1500 to 2500 h -1 or up to 4000 h -1 . The contamination with Popylen can be 100 to 200 and more Nl / l · h.

Prinzipiell können die beiden Oxidationszonen beim erfindungsgemäßen Verfahren so gestaltet werden, wie es z.B. in der DE-A 19 837 517 , der DE-A 19 910 506 , der DE-A 19 910 508 sowie der DE-A 19 837 519 beschrieben ist. Üblicherweise wird die externe Temperierung in den beiden Oxidationszonen, gegebenenfalls in Mehrzonenreaktorsystemen, in an sich bekannter Weise an die spezielle Reaktionsgasgemischzusammensetzung sowie Katalysatorbeschickung angepaßt.In principle, the two oxidation zones in the method according to the invention can be designed as it is, for example, in the DE-A 19 837 517 , the DE-A 19 910 506 , the DE-A 19 910 508 as well as the DE-A 19 837 519 is described. Usually, the external temperature control in the two oxidation zones, optionally in multi-zone reactor systems, is adapted in a manner known per se to the special reaction gas mixture composition and catalyst feed.

Der für die erfindungsgemäß erforderliche wenigstens eine Partialzone als Oxidationsmittel insgesamt benötigte molekulare Sauerstoff kann dem Beschickungsgasgemisch der wenigstens einen Partialzone in seiner Gesamtmenge vorab zugegeben werden. Selbstverständlich kann aber auch, z.B. bei der Herstellung von Acrylsäure, nach der ersten Partialzone mit Sauerstoff ergänzt werden. Letzteres ist bei der Acrylsäureherstellung bevorzugt.The one required for the invention at least one partial zone as the total oxidizing agent required molecular Oxygen can be added to the feed gas mixture of at least one Partial zone in its total amount can be added in advance. Of course you can but also, e.g. in the production of acrylic acid, after the first partial zone supplemented with oxygen become. The latter is preferred in the production of acrylic acid.

Vorzugsweise wird dabei in der ersten Oxidationszone (Propylen → Acrolein) ein molares Verhältnis Propylen : molekularer Sauerstoff von 1 : 1 bis 3, häufig 1 : 1,5 bis 2 eingestellt. Ähnliche numerische Werte eignen sich für das molare Verhältnis Acrolein: molekularer Sauerstoff in der zweiten Oxidationszone (1 : 0,5 bis 1,5 wäre bevorzugt) für die Partialoxidation von Acrolein zu Acrylsäure.Preferably, the first Oxidation zone (propylene → acrolein) a molar ratio of propylene : molecular oxygen from 1: 1 to 3, often 1: 1.5 to 2. Similar numerical values are suitable for the molar ratio Acrolein: molecular oxygen in the second oxidation zone (1st : 0.5 to 1.5 would be preferred) for the partial oxidation of acrolein to acrylic acid.

In beiden Oxidationszonen wirkt sich dabei ein Überschuß an molekularem Sauerstoff in der Regel vorteilhaft auf die Kinetik der Gasphasenoxidation aus. Im Unterschied zu den Verhältnissen in der erfindungsgemäß anzuwendenden Dehydrierung werden die thermodynamischen Verhältnisse in der wenigstens einen Partialoxidation durch das molare Reaktandenverhältnis im wesentlichen nicht beeinflußt, da die heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation des Propylens zu Acrylsäure kinetischer Kontrolle unterliegt. Prinzipiell kann daher z.B. in der ersten Oxidationszone auch das Propylen gegenüber dem molekularen Sauerstoff im molaren Überschuß vorgelegt werden. In diesem Fall kommt dem überschüssigen Propylen faktisch die Rolle eines Verdünnungsgases zu.It works in both oxidation zones thereby an excess of molecular Oxygen is usually beneficial to the kinetics of gas phase oxidation out. In contrast to the circumstances in the to be used according to the invention Dehydration becomes the thermodynamic conditions in the at least one partial oxidation by the molar reactant ratio essentially unaffected because the heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of propylene to acrylic acid is subject to kinetic control. In principle, e.g. in the first oxidation zone also propylene compared to molecular oxygen in a molar excess. In this Fall comes to excess propylene in fact the role of a diluent gas to.

Prinzipiell ist die heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation von Propylen zu Acrylsäure aber auch in einer einzigen Oxidationszone realisierbar. In diesem Fall erfolgen beide Reaktionsschritte in einem Oxidationsreaktor der mit einem Katalysator beschickt ist, der die Umsetzung beider Reaktionsschritte zu katalysieren vermag. Selbstredend kann sich auch die Katalysatorbeschickung innerhalb der Oxidationszone längs der Reaktionskoordinate kontinuierlich oder abrupt ändern. Natürlich kann bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäß anzuwendenden wenigstens einen Partialoxidation in Gestalt zweier hintereinandergeschalteter Oxidationszonen aus dem das die erste Oxidationszone verlassenden Produktgasgemisch in selbigem enthaltenes, in der ersten Oxidationszone als Nebenprodukt entstandenes, Kohlenoxid und Wasserdampf bei Bedarf vor der Weiterleitung in die zweite Oxidationszone teilweise oder vollständig abgetrennt werden. Vorzugsweise wird man erfindungsgemäß eine Verfahrensweise wählen, die solch einer Abtrennung nicht bedarf.In principle, the heterogeneously catalyzed However, gas phase partial oxidation of propylene to acrylic acid also can be implemented in a single oxidation zone. In this case both reaction steps in an oxidation reactor with one Catalyst is charged, the implementation of both reaction steps is able to catalyze. Of course, the catalyst feed can also longitudinally within the oxidation zone change the reaction coordinate continuously or abruptly. Of course you can in one embodiment of the to be used according to the invention at least one partial oxidation in the form of two series-connected Oxidation zones from which leaving the first oxidation zone Product gas mixture contained in the same, in the first oxidation zone As a by-product, carbon oxide and water vapor if required partially or before being transferred to the second oxidation zone Completely be separated. According to the invention, preference is given to a procedure choose, that does not need such a separation.

Als Quelle für den in der wenigstens einen Partialoxidation und/oder -ammoxidation benötigten molekularen Sauerstoff, der dem Gasgemisch 1 bzw. 1' vor dessen Verwendung zur Beschickung der Partialzone zugemischt wird, kommen sowohl reiner molekularer Sauerstoff als auch mit Inertgas wie CO2, CO, Edelgasen, N2 und/oder gesättigten Kohlenwasserstoffen verdünnter molekularer Sauerstoff in Betracht.As a source of the molecular oxygen required in the at least one partial oxidation and / or amoxidation, that of the gas mixture 1 or 1 'before it is used to feed the partial zone is admixed, both pure molecular oxygen and molecular oxygen diluted with inert gas such as CO 2 , CO, noble gases, N 2 and / or saturated hydrocarbons.

In zweckmäßiger Weise wird man wenigstens zur Deckung eines Teilbedarfs an molekularem Sauerstoff Luft als Sauerstoffquelle verwenden.In an expedient way you will at least to cover a partial need for molecular oxygen as air Use an oxygen source.

Durch Zudosieren von kalter Luft zu heißem Gasgemisch 1 bzw. 1' kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch auf direktem Weg eine Abkühlung des Gasgemisches 1 bzw. 1' bewirkt werden.By adding cold air too hot Gas mixture 1 or 1 'can in the context of the method according to the invention cooling down directly of the gas mixture 1 or 1 'causes become.

Das die erfindungsgemäß anzuwendende Partialzone verlassende Produktgasgemisch ist im Fall einer Herstellung von Acrolein und/oder Acrylsäure in der Regel im wesentlichen zusammengesetzt aus dem Zielprodukt Acrolein oder Acrylsäure oder dessen Gemisch mit Acrolein, nicht umgesetztem molekularem Sauerstoff, Propan, nicht umgesetztem Propylen, molekularem Stickstoff, als Nebenprodukt entstandenem und/oder als Verdünnungsgas mitverwendetem Wasserdampf, als Nebenprodukt und/oder als Verdünnungsgas mitverwendeten Kohlenoxiden, sowie geringen Mengen sonstiger niederer Aldehyde, niederer Alkancarbonsäuren (z.B. Essigsäure, Ameisensäure und Propionsäure) sowie Maleinsäureanhydrid, Benzaldehyd, aromatische Carbonsäuren und aromatische Carbonsäureanhydride (z.B. Phthalsäureanhydrid und Benzoesäure), gegebenenfalls weiteren Kohlenwasserstoffen, wie z.B. C4-Kohlenwasserstoffe (z.B. Buten-1 und eventuell sonstige Butene), und anderer inerter Verdünnungsgase.In the case of a production of acrolein and / or acrylic acid, the product gas mixture leaving the partial zone to be used according to the invention is generally essentially composed of the target product acrolein or acrylic acid or its mixture with acrolein, unreacted molecular oxygen, propane, unreacted propylene, molecular nitrogen, Steam formed as a by-product and / or used as a diluent gas, as a by-product and / or carbon oxides used as a diluent gas, as well as small amounts of other lower aldehydes, lower alkane carboxylic acids (e.g. acetic acid, formic acid and propionic acid) as well as maleic anhydride, benzaldehyde, aromatic carboxylic acids and aromatic carboxylic acids (e.g. carboxylic acids and aromatic carboxylic acids) Phthalic anhydride and benzoic acid), optionally other hydrocarbons, such as C 4 hydrocarbons (eg butene-1 and possibly other butenes), and other inert diluent gases.

Das Zielprodukt kann aus dem Produktgasgemisch in an sich bekannter Weise abgetrennt werden (z.B. durch partielle Kondensation der Acrylsäure oder durch Absorption von Acrylsäure in Wasser oder in einem hochsiedenden hydrophoben organischen Lösungsmittel oder durch Absorption von Acrolein in Wasser oder in wäßrigen Lösungen niederer Carbonsäuren sowie anschließende Aufarbeitung der Absorbate; alternativ kann das Produktgasgemisch auch fraktioniert kondensiert werden; vgl. z.B. EP-A 117146 , DE-A 4308087 , DE-A 4335172 , DE-A 4436243 , DE-A 19 924 532 sowie DE-A 19 924 533 ). Eine Acrylsäureabtrennung kann auch wie in der EP-A 982287 , der EP-A 982289 , der DE-A 19924532 , der DE-A 10115277 , der DE-A 19606877 , der DE-A 19740252 , der DE-A 19627847 , der DE-A 10053086 und der EP-A 982288 vorgenommen werden.The target product can be separated from the product gas mixture in a manner known per se (for example by partial condensation of acrylic acid or by absorption of acrylic acid in water or in a high-boiling hydrophobic organic solvent or by absorption of acrolein in water or in aqueous solutions of lower carboxylic acids and subsequent workup the absorbate; alternatively, the product gas mixture can also be fractionally condensed; see e.g. EP-A 117146 . DE-A 4308087 . DE-A 4335172 . DE-A 4436243 . DE-A 19 924 532 such as DE-A 19 924 533 ). Acrylic acid separation can also be carried out as in the EP-A 982287 , the EP-A 982289 , the DE-A 19924532 , the DE-A 10115277 , the DE-A 19606877 , the DE-A 19740252 , the DE-A 19627847 , the DE-A 10053086 and the EP-A 982288 be made.

Nicht umgesetztes Propylen und/oder Acrolein werden gegebenenfalls gleichfalls abgetrennt und in die Partialzone rückgeführt.Unreacted propylene and / or Acrolein are also optionally separated and in the Partial zone returned.

Vorzugsweise wird wie in 7 der WO/0196271 abgetrennt. Ansonsten können die von Acrylsäure und Acrolein verschiedenen wesentlichen Bestandteile des nach der Zielproduktabtrennung verbleibenden Restgases je nach Bedarf, verwendetem Roh-Propan und verwendetem Dehydrier-/Oxidehydrierkatalysator jeweils für sich abgetrennt und/oder mit dem Propan als Kreisgas (Rückführstrom) in die Beschickung des ersten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens rückgeführt werden. Selbstverständlich kann aber auch das nicht umgesetzte Propan im Gemisch mit dem nicht umgesetzten Propylen für sich (als Rückführstrom) in diese Beschickung rückgeführt werden. Bei kontinuierlicher Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt so eine kontinuierliche Umsetzung von Propan zu Acrylsäure und/oder Acrolein.Preferably, as in 7 separated from WO / 0196271. Otherwise, the essential constituents of acrylic gas and acrolein, which are different from the residual gas remaining after the target product has been separated off, can be separated as required and / or with the propane as recycle gas (recycle stream) into the feed of the first one, depending on the requirement, the crude propane and the dehydrogenation / oxydehydrogenation catalyst used Step of the method according to the invention are returned. Of course, the unreacted propane in a mixture with the unreacted propylene can also be recycled into this feed (as a recycle stream). When the process according to the invention is carried out continuously, propane is converted continuously to acrylic acid and / or acrolein.

Die Abtrennung von Propan und Propylen aus dem nach der Zielproduktabtrennung verbleibenden Restgas (es enthält in der Regel O2, CO, CO2, H2O, N2, Edelgase sowie sonstige niedere Aldehyde, niederer Alkancarbonsäuren (z,B. Essigsäure, Ameisensäure und Propionsäure) sowie Maleinsäureanhydrid, Benzaldehyd, aromatische Carbonsäuren und aromatische Carbonsäureanhydride (z.B. Phthalsäureanhydrid und Benzoesäure) und Kohlenwasserstoffe, z.B. C4-Kohlenwasserstoffe (z.B. Buten-1 und eventuell sonstige Butene)) kann, wie bereits beschrieben, durch Absorption mit nachfolgender Desorption und/oder Strippung (sowie Absorptionsmittelwiederverwendung) in einem hochsiedenden hydrophoben organischen Lösungsmittel erfolgen. Weitere Trennmöglichkeiten sind Adsorption, Rektifikation, Membranverfahren und partielle Konden sation. Bevorzugt werden die genannten Trennverfahren bei erhöhtem Druck ausgeführt.The separation of propane and propylene from the residual gas remaining after the target product has been separated off (it usually contains O 2 , CO, CO 2 , H 2 O, N 2 , noble gases and other lower aldehydes, lower alkane carboxylic acids (e.g. acetic acid, formic acid and propionic acid) and maleic anhydride, benzaldehyde, aromatic carboxylic acids and aromatic carboxylic anhydrides (e.g. phthalic anhydride and benzoic acid) and hydrocarbons, e.g. C 4 -hydrocarbons (e.g. butene-1 and possibly other butenes)) can, as already described, by absorption with subsequent desorption and / or stripping (as well as absorbent reuse) in a high-boiling hydrophobic organic solvent. Further separation options are adsorption, rectification, membrane processes and partial condensation. The separation processes mentioned are preferably carried out at elevated pressure.

Bei Verwendung von Dehydrierkatalysatoren, die gegenüber Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Verbindungen empfindlich sind, wird man diese Oxygenate vor einer Rückführung von Kreisgas in die Beschickung des ersten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens aus dem Kreisgas abtrennen. Eine solche Sauerstoffabtrennung kann auch sinnvoll sein um eine Totalxidation des Propans in der Dehydrierstufe zu vermeiden. Die Dehydrierkatalysatoren der DE-A 19 937 107 sind nicht empfindlich gegen Oxygenate (insbesondere jene gemäß Beispiel 1 bis 4 der DE-A).When using dehydrogenation catalysts which are sensitive to oxygen or oxygen-containing compounds, these oxygenates will be separated from the cycle gas before recycling cycle gas into the feed of the first step of the process according to the invention. Such oxygen separation can also be useful in order to avoid total oxidation of the propane in the dehydrogenation stage. The dehydrogenation catalysts of the DE-A 19 937 107 are not sensitive to oxygenates (especially those according to Examples 1 to 4 of DE-A).

Eine andere Abtrennmöglichkeit bietet, wie gleichfalls bereits erwähnt, die fraktionierte Destillation. Vorzugsweise wird eine fraktionierte Druckdestillation bei tiefen Temperaturen durchgeführt. Der anzuwendende Druck kann z.B. 10 bis 100 bar betragen. Als Rektifikationskolonnen können Füllkörperkolonnen, Bodenkolonnen oder Packungskolonnen eingesetzt werden. Als Bodenkolonnen eignen sich solche mit Dual-Flow-Böden, Glockenböden oder Ventilböden. Das Rücklaufverhältnis kann z.B. 1 bis 10 betragen. Andere Trennmöglichkeiten bilden z.B. Druckextraktion, Druckwechseladsorption, Druckwäsche, partielle Kondensation und Druckextraktion.Another separation option offers, as also mentioned above, fractional distillation. Preferably becomes a fractional pressure distillation at low temperatures carried out. The pressure to be applied can e.g. 10 to 100 bar. As rectification columns can packed columns, Tray columns or packing columns are used. As bottom columns are suitable with dual-flow floors, bell bottoms or Valve trays. The reflux ratio can e.g. 1 to 10. Other separation options are e.g. Pressure extraction, Pressure swing adsorption, pressure washing, partial condensation and pressure extraction.

Selbstverständlich kann erfindungsgemäß, z.B. dann, wenn nach dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Abtrennung von Nebenkomponenten (z.B. C4-Kohlenwasserstoffen (z.B. n-Butan, iso-Butan, Buten-1 und eventuell sonstige Butene)) integriert ist oder die störenden C4-Kohlenwasserstoffe sich nicht aufpegeln (z.B. wenn sie in der Partialzone an geeigneten Katalysatoren verbrannt werden), auch die Gesamtmenge an Restgas (als Rückführstrom) in die Beschickung des ersten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens rückgeführt werden. In diesem Fall kann sich der Auslaß für von Propan, Propylen und molekularem Sauerstoff verschiedene Gasbestandteile ausschließlich zwischen dem Gasgemisch 1 und dem Gasgemisch 1' befinden.Of course, according to the invention, for example, if after the first step of the process according to the invention a separation of secondary components (for example C 4 -hydrocarbons (for example n-butane, isobutane, butene-1 and possibly other butenes)) is integrated or the disruptive C4 hydrocarbons do not level off (for example if they are burned in the partial zone on suitable catalysts), and also the total amount of residual gas (as a recycle stream) is fed back into the feed of the first step of the process according to the invention. In this case, the outlet for gas components other than propane, propylene and molecular oxygen can be located exclusively between the gas mixture 1 and the gas mixture 1 '.

Selbstredend kann ein weiterer Auslaß nach der Zielproduktabtrennung eingerichtet sein. Falls das in eine Propandehydrierung rückgeführte Kreisgas Kohlenmonoxid enthält, kann dieses, bevor mit frischem Roh-Propan ergänzt wird, katalytisch zu CO2 verbrannt werden. Die dabei freigesetzte Reaktionswärme kann zum Aufheizen auf die Dehydriertemperatur Anwendung finden.Of course, another outlet can be set up after the target product has been separated. If the recycle gas recirculated to a propane dehydrogenation contains carbon monoxide, it can be catalytically burned to CO 2 before fresh crude propane is added. The heat of reaction released can be used to heat up to the dehydrogenation temperature.

Eine katalytische Nachverbrennung von im Restgas enthaltenem CO zu CO2 kann auch dann empfehlenswert sein, wenn eine Abtrennung der Kohlenoxide aus dem Restgas vor dessen Rückführung als Kreisgas in Propandehydrierung und/oder -oxidehydrierung angestrebt wird, läßt sich doch CO2 vergleichsweise einfach abtrennen (z.B. durch Wäsche mit einer basischen Flüssigkeit). Eine solche katalytische CO-Nachverbrennung kann auch in der Dehydrierzone durchgeführt werden, z.B. an den oben beschriebenen Dehydrierkatalysatoren (z.B. jenen der DE-A 19937107 , insbesondere die aus Bsp. 1 bis 4 dieser DE-A).A catalytic afterburning of CO contained in the residual gas to CO 2 can also be recommended if the carbon oxides are to be separated from the residual gas before it is recycled as cycle gas in propane dehydrogenation and / or oxydehydrogenation, since CO 2 can be separated off comparatively easily (e.g. by washing with a basic liquid). Such a catalytic CO afterburning can also be carried out in the dehydrogenation zone, for example on the dehydrogenation catalysts described above (for example those of the DE-A 19937107 , in particular those from Ex. 1 to 4 of this DE-A).

Natürlich kann auch so verfahren werden, daß man einen Teil des Restgases unverändert in die Propandehydrierung und/oder -oxidehydrierung rückführt und nur aus dem verbliebenen Teil Propan und Propylen im Gemisch abtrennt und ebenfalls in die Propandehydrierung und/oder -oxidehydrierung und/oder in die wenigstens eine Partialzone rückführt. Im letzteren Fall vereint man den verbliebenen Teil des Restgases zweckmäßigerweise mit dem Gasgemisch 1 bzw. Gasgemisch 1'.Of course, this can also be done be that one part of the residual gas unchanged returns to the propane dehydrogenation and / or oxydehydrogenation and only separates propane and propylene in the mixture from the remaining part and also in propane dehydrogenation and / or oxide dehydrogenation and / or in the at least one partial zone. United in the latter case one expediently the remaining part of the residual gas with the gas mixture 1 or gas mixture 1 '.

Im Rahmen einer fraktionierten Destillation des Restgases kann eine Trennlinie z.B. so gelegt werden, daß im Auftriebsteil der Rektifikationskolonne im wesentlichen alle diejenigen Bestandteile abgetrennt werden und am Kopf der Kolonne abgezogen werden können, deren Siedepunkt tiefer als der Siedepunkt von Propylen liegt. Diese Bestandteile werden in erster Linie die Kohlenoxide CO und CO2 sowie nicht umgesetzter Sauerstoff und Ethylen sowie Methan und N2 sein. Im Sumpf können z.B. schwerer siedende C4-Kohlenwasserstoffe abgetrennt werden.As part of a fractional distillation of the residual gas, a dividing line can be placed, for example, in such a way that essentially all those constituents are separated off in the lifting section of the rectification column and can be drawn off at the top of the column whose boiling point is lower than the boiling point of propylene. These components will primarily be the carbon oxides CO and CO 2 as well as unreacted oxygen and ethylene as well as methane and N 2 . For example, heavier-boiling C 4 hydrocarbons can be separated off in the sump.

Wird als erster Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eine heterogen katalysierte Oxidehydrierung des Propans angewendet, können Nebenkomponentenabtrennungen auch immer dann mit vorgenommen werden, wenn in den Schriften DE-A 19837520 , DE-A 19837517 , DE-A 19837519 und DE-A 19837518 Abtrennungen von molekularem Stickstoff vorgenommen werden.If a heterogeneously catalyzed oxydehydrogenation of the propane is used as the first step of the process according to the invention, secondary component separations can also be carried out whenever in the documents DE-A 19837520 . DE-A 19837517 . DE-A 19837519 and DE-A 19837518 Separations from molecular nitrogen are made.

BeispieleExamples

Heterogen katalysierte Gasphasenpartialoxidation von Propylen in zwei hintereinandergeschalteten Festbettreaktoren mittels verschiedener Propylen und Propan enthaltender Gasgemische 2 Heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of propylene in two fixed bed reactors connected in series by means of various gas mixtures containing propylene and propane 2

A) Beschreibung der allgemeinen VerfahrensbedingungenA) Description of the general process conditions

1. Erster Festbettreaktor für den Schritt der Partialoxidation des Propylens zu Acrolein1. First fixed bed reactor for the Partial oxidation of propylene to acrolein

  • Verwendetes Wärmeaustauschmittel: Salzschmelze, bestehend aus 53 Gew.-% Kaliumnitrat, 40 Gew.-% Nariumnitrit und 7 Gew.-% Natriumnitrat.Heat exchange medium used:  Molten salt, consisting of 53% by weight potassium nitrate, 40% by weight of sodium nitrite and 7% by weight sodium nitrate.
  • Abmessung des Kontaktrohres: 4200 mm Gesamtlänge, 26 mm Innendurchmesser, 30 mm Außendurchmesser, 2 mm Wandstärke.Dimension of the contact tube: 4200 mm total length, 26 mm inside diameter, 30 mm outer diameter, 2 mm wall thickness.
  • Reaktor: Besteht aus einem doppelwandigen Zylinder aus Edelstahl (zylindrisches Führungsrohr, umgeben von einem zylindrischen Außenbehälter). Die Wanddicken betrugen überall 2 bis 5 mm. Der Innendurchmesser des äußeren Zylinders betrug 168 mm. Der Innendurchmesser des Führungsrohres betrug ca. 60 mm. Oben und unten war der doppelwandige Zylinder durch einen Deckel beziehungsweise Boden abgeschlossen. Das Kontaktrohr war im zylindrischen Behälter so untergebracht, dass es am oberen bzw. unteren Ende desselben (abgedichtet) durch den Deckel bzw. Boden jeweils um 250 mm herausgeführt war. Das Wärmeaustauschmittel war im zylindrischen Behälter eingeschlossen. Um über die gesamte im zylindrischen Behälter befindliche Kontaktrohrlänge (3700 mm) möglichst gleichmäßige thermische Randbedingungen an der Außenwand des Kontaktrohres zu gewährleisten, wurde das Wärmeaustauschmittel durch Einperlen von Stickstoff im zylindrischen Behälter umgewälzt. Mittels des aufsteigenden Stickstoffs wurde das Wärmeaustauschmittel im zylindrischen Führungsrohr von unten nach oben befördert, um dann im Zwischenraum zwischen zylindrischem Führungsrohr und zylindrischem Außenbehälter wieder nach unten zu strömen (eine Umwälzung gleicher Güte kann auch durch Umpumpen (z.B. Propellerpumpen) erreicht werden). Durch eine auf den Außenmantel aufgebrachte elektrische Heizung könnte die Temperatur des Wärmeaustauschmittels auf das gewünschte Niveau geregelt werden. Im übrigen bestand Luftkühlung.Reactor: Consists of a double-walled cylinder made of stainless steel (cylindrical guide tube, surrounded by a cylindrical outer container). The wall thicknesses were 2 to 5 mm everywhere. The inner diameter of the outer cylinder was 168 mm. The inside diameter of the guide tube was approx. 60 mm. The double-walled cylinder was closed off at the top and bottom by a lid and base. The contact tube was accommodated in the cylindrical container in such a way that it was led out (sealed) at the upper and lower ends of the same through the cover and bottom by 250 mm in each case. The heat exchange medium was enclosed in the cylindrical container. In order to achieve as uniform a thermal boundary condition as possible over the entire length of the contact tube in the cylindrical container (3700 mm) To ensure conditions on the outer wall of the contact tube, the heat exchange medium was circulated by bubbling nitrogen into the cylindrical container. Using the rising nitrogen, the heat exchange medium in the cylindrical guide tube was conveyed from bottom to top, in order to then flow down again in the space between the cylindrical guide tube and the cylindrical outer container (circulation of the same quality can also be achieved by pumping around (e.g. propeller pumps)). The temperature of the heat exchange medium could be regulated to the desired level by an electrical heater applied to the outer jacket. Otherwise there was air cooling.
  • Reaktorbeschickung: Über den Reaktor betrachtet wurden Salzschmelze und Reaktionsgasgemisch (das jeweilige Gasgemisch 2) im Gegenstrom geführt. Das Reaktionsgasgemisch trat oben in den Reaktor ein. Es wurde jeweils mit einer Temperatur von 250°C ins Reaktionsrohr geführt. Die Salzschmelze trat unten mit einer Temperatur Tein in das zylindrische Führungsrohr ein und oben mit einer Temperatur Taus aus dem zylindrischen Führungsrohr aus. Der Unterschied zwischen Tein und Taus betrug etwa 2°C. Tmittel = (Tein + Taus)/2.Reactor feed: viewed through the reactor, the molten salt and reaction gas mixture (the respective gas mixture 2) were conducted in countercurrent. The reaction gas mixture entered the top of the reactor. It was conducted into the reaction tube at a temperature of 250 ° C. The salt melt entered at the bottom and top with a temperature T out of the cylindrical guide tube in the cylindrical guide tube having a temperature T. The difference between T and T of was about 2 ° C. T average = (T a + T out) / 2.
  • Kontaktrohrbeschickung (von oben nach unten): Abschnitt A: 50 cm Länge Vorschüttung aus Steatit-Ringen der Geometrie 7 mm × 7 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser). Abschnitt B: 100 cm Länge Kontaktrohrbeschickung mit einem homogenen Gemisch aus 30 Gew.-% an Steatit-Ringen der Geometrie 5 mm × 3 mm × 2 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser) und 70 Gew.-% Vollkatalysator aus Abschnitt C. Abschnitt C: 170 cm Länge Katalysatorbeschickung mit ringförmigen (5 mm × 3 mm × 2 mm = Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser) Vollkatalysator gemäß Beispiel 1 der DE-A 10046957 . Abschnitt D: 50 cm Länge Nachschüttung aus Steatit-Ringen der Geometrie 7 mm × 7 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser).Contact tube loading (from top to bottom): Section A: 50 cm long pre-fill of steatite rings of geometry 7 mm × 7 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter). Section B: 100 cm length of contact tube feed with a homogeneous mixture of 30% by weight of steatite rings of geometry 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter) and 70% by weight of full catalyst from section C. Section C: 170 cm length of catalyst feed with annular (5 mm × 3 mm × 2 mm = outer diameter × length × inner diameter) full catalyst according to Example 1 of the DE-A 10046957 , Section D: 50 cm length of refill from steatite rings of geometry 7 mm × 7 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter).
  • Belastung des Reaktors mit Reaktionsgasausgangsgemisch: in allen Fällen 3860 g/h an Gasgemisch 2.Loading of the reactor with reaction gas starting mixture: in all cases 3860 g / h of gas mixture 2.
  • Propylenbelastung der Katalysatorbeschickung: 100 NLiter/l·h.Propylene loading of the catalyst feed: 100 NLiter / l · h.

2. Beschreibung der Zwischenkühlung und Sauerstoffzwischeneinspeisung2. Description of the intermediate cooling and Intermediate oxygen feeding

Das den ersten Festbettreaktor verlassende Produktgasgemisch wurde zum Zweck der Zwischenkühlung (indirekt mittels Luft) durch ein Verbindungsrohr (Länge = 400 mm, Innendurchmesser = 26 mm, Wanddicke = 2 mm, Material = Edelstahl) geführt, das auf einer Länge von 200 mm zentriert untergebracht, mit einer Inertschüttung aus Staatitkugeln des Durchmessers 6 mm beschickt und unmittelbar an das Kontraktrohr des ersten Festbettreaktors angeflanscht war.The one leaving the first fixed bed reactor Product gas mixture was used for intermediate cooling (indirectly by means of air) through a connecting pipe (length = 400 mm, inner diameter = 26 mm, wall thickness = 2 mm, material = Stainless steel), that on a length centered of 200 mm, with an inert bed State balls with a diameter of 6 mm are loaded and immediately on the contract tube of the first fixed bed reactor was flanged.

Das Gasgemisch trat in allen Fällen mit einer Temperatur von mehr als 310°C in das Verbindungsrohr ein und verließ es mit einer Temperatur von etwa 140°C. Anschließend wurden dem Gasgemisch als Sauerstoffquelle 290 NLiter/h an komprimierter Luft zugemischt.The gas mixture occurred in all cases a temperature of more than 310 ° C into the connecting pipe and left it at a temperature of about 140 ° C. Subsequently were compressed to the gas mixture as an oxygen source 290 NLiter / h Air mixed in.

Das dabei resultierende Beschickungsgasgemisch wurde mit einer Temperatur von 220°C dem Festbettreaktor für den Schritt der Partialoxidation des Acroleins zu Acrylsäure zugeführt.The resulting feed gas mixture was the fixed bed reactor for the step with a temperature of 220 ° C. the partial oxidation of acrolein to acrylic acid.

3. Zweiter Festbettreaktor für den Schritt der Partialoxidation des Acroleins zu Acrylsäure3. Second fixed bed reactor for the Partial oxidation of acrolein to acrylic acid

Es wurde ein Festbettreaktor verwendet, der mit jenem für den ersten Schritt baugleich war. Salzschmelze und Reaktionsgasgemisch wurden über den Reaktor betrachtet im Gleichstrom geführt. Die Salzschmelze trat unten ein, das Reaktionsgasgemisch ebenfalls.A fixed bed reactor was used the one with that for the first step was identical. Melting salt and reaction gas mixture were about viewed the reactor in cocurrent. The molten salt came below, the reaction gas mixture also.

Die Kontaktrohrbeschickung (von unten nach oben) war:
Abschnitt A: 20 cm Länge Vorschüttung aus Steatit-Ringen der Geometrie 7 mm × 7 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser).
Abschnitt B: 100 cm Länge Katalysatorbeschickung mit einem heterogenen Gemisch aus 30 Gew.-% an Steatit-Ringen der Geometrie 7 mm × 3 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser) und 70 Gew.-% Schalenkatalysator aus Abschnitt C.
Abschnitt C: 200 cm Länge Katalysatorbeschickung mit ringförmigem (7 mm × 3 mm × 4 mm = Außerdurchmesser × Länge × Innendurchmesser) Schalenkatalysator gemäß Herstellungsbeispiel 5 der DE-A 10046928 .
Abschnitt D: 50 cm Länge Nachschüttung aus Steatit-Ringen der Geometrie 7 mm × 7 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser).
The contact tube loading (from bottom to top) was:
Section A: 20 cm long pre-fill of steatite rings of geometry 7 mm × 7 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter).
Section B: 100 cm length of catalyst feed with a heterogeneous mixture of 30% by weight of steatite rings of geometry 7 mm × 3 mm × 4 mm (outside diameter × length × inside diameter) and 70% by weight coated catalyst from section C.
Section C: 200 cm length of catalyst feed with annular (7 mm × 3 mm × 4 mm = outside diameter × length × inside diameter) coated catalyst according to production example 5 of the DE-A 10046928 ,
Section D: 50 cm length of refill from steatite rings of geometry 7 mm × 7 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter).

Der zweite Reaktor wurde in allen Fällen mit nominell ca.The second reactor was in all make with nominally approx.

4240 g/h an Beschickungsgasgemisch belastet. Tmittel ist wie für den ersten Festbettreaktor definiert.4240 g / h of feed gas mixture loaded. T medium is as defined for the first fixed bed reactor.

In allen nachfolgenden Beispielen wurde der Propylenumsatz im ersten Reaktor auf 97,7 mol-% und der Acroleinumsatz im zweiten Reaktor auf 99,3 mol-% eingestellt.In all of the following examples the propylene conversion in the first reactor was 97.7 mol% and the Acrolein conversion in the second reactor set to 99.3 mol%.

Die dabei in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Gasgemisches 2 erforderlichen Tmittel sowie die dabei in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Gasgemisches 2 erzielten, auf über beide Reaktoren umgesetztes Propylen bezogenen, Ausbeuten AAA (mol-%) an Acrylsäure und Selektivitäten der Kohlenoxidbildung SCOx (mol-%) weisen in den einzelnen Beispielen die nachfolgenden Werte auf.The T means required as a function of the composition of the gas mixture 2 and the yields A AA (mol%) of acrylic acid and selectivities of carbon oxide formation S COx achieved based on propylene converted via both reactors (mol%) have the following values in the individual examples.

B) Beispiel 1B) Example 1

Die Zusammensetzung des Gasgemisches 2 war: 6,18 Vol.-% Propylen, 33,1 Vol.-% Propan, 12,3 Vol.-% Sauerstoff, 0,15 Vol.-% COx, 46,7 Vol.-% N2, und 1,63 Vol.-% H2O.
AAA = 86 , 1 mol-% Tmittel 1. Reaktor = 316°C .
SCOx = 9, 2 mol-% Tmittel 2. Reaktor = 274°C.
The composition of the gas mixture 2 was: 6.18 vol.% propylene, 33.1% by volume Propane, 12.3% by volume Oxygen, 0.15 vol .-% CO x , 46.7% by volume N 2 , and 1.63 vol.% H 2 O.
A AA = 86.1 mol% T medium 1st reactor = 316 ° C.
S COx = 9.2 mol% T medium 2nd reactor = 274 ° C.

C) Beispiel 2C) Example 2

Die Zusammensetzung des Gasgemisches 2 war: 6,04 Vol.-% Propylen, 42,3 Vol.-% Propan, 10,4 Vol.-% Sauerstoff, 0,15 Vol.-% COx, 39,5 Vol.-% N2, und 1,60 Vol.-% H2O.
AAA = 85, 2 mol-% Tmittel 1. Reaktor = 322°C.
SCOx = 9,9 mol-% Tmittel 2. Reaktor = 278°C .
The composition of the gas mixture 2 was: 6.04 vol .-% propylene, 42.3 vol% Propane, 10.4 vol .-% Oxygen, 0.15 vol .-% CO x , 39.5% by volume N 2 , and 1.60 vol.% H 2 O.
A AA = 85.2 mol% T medium 1st reactor = 322 ° C.
S COx = 9.9 mol% T medium 2nd reactor = 278 ° C.

D) Beispiel 3D) Example 3

Die Zusammensetzung des Gasgemisches 2 war: 0,20 Vol.-% Ethan, 6,14 Vol.-% Propylen, 33,0 Vol.-% Propan, 12,2 Vol.-% Sauerstoff, 0,16 Vol.-% COx, 46,6 Vol.-% N2, und 1,65 Vol.-% H2O.
AAA = 86,1 mol-% Tmittel 1. Reaktor = 316°C.
SCOx = 9,2 mol-% Tmittel 2. Reaktor = 274°C.
The composition of the gas mixture 2 was: 0.20 vol% Ethan, 6.14 vol .-% propylene, 33.0 vol% Propane, 12.2 vol% Oxygen, 0.16 vol .-% CO x , 46.6 vol .-% N 2 , and 1.65 vol .-% H 2 O.
A AA = 86.1 mol% T medium 1st reactor = 316 ° C.
S COx = 9.2 mol% T medium 2nd reactor = 274 ° C.

E) Beispiel 4E) Example 4

Die Zusammensetzung des Gasgemisches 2 war: 0,22 Vol.-% Ethylen, 6,13 Vol.-% Propylen, 33,0 Vol.-% Propan, 12,2 Vol.-% Sauerstoff, 0,16 Vol.-% COx, 46,6 Vol.-% N2, und 1,64 Vol.-% H2O.
AAA = 86,1 mol-% Tmittel 1. Reaktor = 316°C.
SCOx = 9,2 mol-% Tmittel 2. Reaktor = 274°C.
The composition of the gas mixture 2 was: 0.22 vol% ethylene, 6.13 vol .-% propylene, 33.0 vol% Propane, 12.2 vol% Oxygen, 0.16 vol .-% CO x , 46.6 vol .-% N 2 , and 1.64 vol .-% H 2 O.
A AA = 86.1 mol% T medium 1st reactor = 316 ° C.
S COx = 9.2 mol% T medium 2nd reactor = 274 ° C.

F) Beispiel 5F) Example 5

Die Zusammensetzung des Gasgemisches 2 war: 0,20 Vol.-% n-Butan, 6,14 Vol.-% Propylen, 33,0 Vol.-% Propan, 12,2 Vol.-% Sauerstoff, 0,16 Vol.-% COx, 46,6 Vol.-% N2, und 1,65 Vol.-% H2O.
AAA = 85, 2 mol-% Tmittel 1. Reaktor = 316, 5°C.
SCOx = 9 , 9 mol-% Tmittel 2. Reaktor = 274°C .
The composition of the gas mixture 2 was: 0.20 vol% n-butane, 6.14 vol .-% propylene, 33.0 vol% Propane, 12.2 vol% Oxygen, 0.16 vol .-% CO x , 46.6 vol .-% N 2 , and 1.65 vol .-% H 2 O.
A AA = 85.2 mol% T medium 1st reactor = 316.5 ° C.
S COx = 9.9 mol% T medium 2nd reactor = 274 ° C.

G) Beispiel 6 Die Zusammensetzung des Gasgemisches 2 war: 2,02 Vol.-% n-Butan, 5,98 Vol.-% Propylen, 32,4 Vol.-% Propan, 12,0 Vol.-% Sauerstoff, 0,16 Vol.-% COx, 45,8 Vol.-% N2, und 1,64 Vol.-% H2O. G) Example 6 The composition of the gas mixture 2 was: 2.02 vol .-% n-butane, 5.98 vol.% propylene, 32.4% by volume Propane, 12.0 vol .-% Oxygen, 0.16 vol .-% CO x , 45.8% by volume N 2 , and 1.64 vol .-% H 2 O.

Der gewünschte Propylenumsatz war nicht mehr durch eine Erhöhung von Tmittel im Rahmen der Katalysatorverträglichkeit aufrechtzuerhalten.The desired propylene conversion was not more through an increase of T means within the scope of the catalyst compatibility.

H) Beispiel 7H) Example 7

sDie Zusammensetzung des Gasgemisches 2 war: 0,05 Vol.-% Buten-1, 6,16 Vol.-% Propylen, 33,0 Vol.-% Propan, 12,3 Vol.-% Sauerstoff, 0,16 Vol.-% COx, 46,7 Vol.-% N2, und 1,70 Vol.-% H2O.
AAA = 85 , 1 mol-% Tmittel 1. Reaktor = 318°C .
SCOx = 10 mol-% Tmittel 2. Reaktor = 281°C.
The composition of the gas mixture 2 was: 0.05 vol .-% Butene-1, 6.16 vol .-% propylene, 33.0 vol% Propane, 12.3% by volume Oxygen, 0.16 vol .-% CO x , 46.7% by volume N 2 , and 1.70 vol.% H 2 O.
A AA = 85.1 mol% T medium 1st reactor = 318 ° C.
S COx = 10 mol% T medium 2nd reactor = 281 ° C.

I) Beispiel 8I) Example 8

Die Zusammensetzung des Gasgemisches 2 war: 0,09 Vol.-% Buten-1, 6,16 Vol.-% Propylen, 32,9 Vol.-% Propan, 12,3 Vol.-% Sauerstoff, 0,15 Vol.-% COx, 46,8 Vol.-% N2, und 1,68 Vol.-% H2O.
AAA = 85, 0 mol-% Tmittel 1. Reaktor = 320°C.
SCOx = 10 , 2 mol-% Tmittel 2. Reaktor = 287°C .
The composition of the gas mixture 2 was: 0.09 vol% Butene-1, 6.16 vol .-% propylene, 32.9% by volume Propane, 12.3 vol% Oxygen, 0.15 vol .-% CO x , 46.8 vol% N 2 , and 1.68 vol.% H 2 O.
A AA = 85.0 mol% T medium 1st reactor = 320 ° C.
S COx = 10.2 mol% T medium 2nd reactor = 287 ° C.

J) Beispiel 9J) Example 9

sDie Zusammensetzung des Gasgemisches 2 war: 0,20 Vol.-% Buten-1, 6,19 Vol.-% Propylen, 32,7 Vol.-% Propan, 12,3 Vol.-% Sauerstoff, 0,18 Vol.-% COx, 46,7 Vol.-% N2, und 1,71 Vol.-% H2O. The composition of the gas mixture 2 was: 0.20 vol% Butene-1, 6.19 vol.% propylene, 32.7 vol% Propane, 12.3% by volume Oxygen, 0.18 vol% CO x , 46.7% by volume N 2 , and 1.71 vol .-% H 2 O.

Der gewünschte Propylenumsatz war nicht mehr durch eine Erhöhung von Tmittel im Rahmen der Katalysatorverträglichkeit aufrechtzuerhalten.The desired propylene conversion could no longer be maintained by increasing T medium within the scope of the catalyst compatibility.

Claims (48)

Verfahren zur Herstellung von wenigstens einem partiellen Oxidations- und/oder Ammoxidationsprodukt des Propylens, bei dem man a) in einem ersten Schritt Roh- Propan im Beisein und/oder unter Ausschluß von Sauerstoff einer homogenen und/oder einer heterogen katalysierten Dehydrierung und/oder Oxidhydrierung unterwirft, wobei ein Propan und Propylen enthaltendes Gasgemisch 1 erhalten wird, und b) aus im ersten Schritt gebildetem Gasgemisch 1, von den darin enthaltenen, von Propan und Propylen verschiedenen, Bestandteilen gegebenenfalls eine Teilmenge abtrennt und/oder in andere Verbindungen wandelt, wobei aus dem Gasgemisch 1 jeweils ein Propan und Propylen sowie auch von Sauerstoff, Propan und Propylen verschiedene Verbindungen enthaltendes Gasgemisch 1' erzeugt wird, und in wenigstens einem weiteren Schritt c) Gasgemisch 1 und/oder Gasgemisch 1' als Bestandteil eines Gasgemisches 2 einer heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation und/oder partiellen Gasphasen-Ammoxidation von im Gasgemisch 1 und/oder Gasgemisch 1' enthaltenem Propylen unterwirft, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 3 Vol.-% beträgt.Process for the preparation of at least one partial oxidation and / or ammoxidation product of propylene, in which a) in a first step crude propane in the presence and / or with the exclusion of oxygen of a homogeneous and / or a heterogeneously catalyzed dehydrogenation and / or oxide hydrogenation subjects, whereby a gas mixture 1 containing propane and propylene is obtained, and b) from the gas mixture 1 formed in the first step, from the components contained therein, different from propane and propylene, if necessary, a partial amount is separated and / or converted into other compounds, whereby from a gas mixture 1 'is generated for each gas mixture 1 and a gas mixture 1' containing compounds other than oxygen, propane and propylene, and in at least one further step c) gas mixture 1 and / or gas mixture 1 'as part of a gas mixture 2 of a heterogeneously catalyzed gas phase -Partialoxidation and / or partial gas phase ammoxidation of subject to propylene contained in gas mixture 1 and / or gas mixture 1 ', characterized in that the total content of C 4 hydrocarbons in the gas mixture 2 is ≤ 3% by volume. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2,5 Vol.-% beträgt.Process according to Claim 1, characterized in that the total content of C 4 hydrocarbons in the gas mixture 2 is ≤ 2.5% by volume. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 2,0 Vol.-% beträgt.Process according to Claim 1, characterized in that the total content of C 4 hydrocarbons in the gas mixture 2 is ≤ 2.0% by volume. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 1,5 Vol.-% beträgt.A method according to claim 1, characterized in that the total content of the gas mixture 2 of C 4 hydrocarbons is ≤ 1.5 vol .-%. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 1,0 Vol.-% beträgt.Process according to Claim 1, characterized in that the total content of C 4 hydrocarbons in the gas mixture 2 is ≤ 1.0% by volume. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 0,5 Vol.-% beträgt.Process according to Claim 1, characterized in that the total content of C 4 hydrocarbons in the gas mixture 2 is ≤ 0.5% by volume. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 0,3 Vol.-% beträgt.A method according to claim 1, characterized in that the total content of the gas mixture 2 C4 hydrocarbons is ≤ 0.3 vol .-%. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt des Gasgemisches 2 an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 0,1 Vol.-% beträgt.Process according to Claim 1, characterized in that the total content of C 4 hydrocarbons in the gas mixture 2 is ≤ 0.1% by volume. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 1' ≥ 0,1 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that this Gas mixture 1 '≥ 0.1 vol .-% on components other than propane and propylene and oxygen contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 1' ≥ 0,2 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that this Gas mixture 1 '≥ 0.2 vol% on components other than propane and propylene and oxygen contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 1' ≥ 0,3 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that this Gas mixture 1 '≥ 0.3 vol% on components other than propane and propylene and oxygen contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 1' ≥ 0,5 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that this Gas mixture 1 '≥ 0.5 vol .-% on components other than propane and propylene and oxygen contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 1' ≥ 1 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that this Gas mixture 1 '≥ 1 vol .-% on components other than propane and propylene and oxygen contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 1' ≥ 3 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that this Gas mixture 1 '≥ 3% by volume on components other than propane and propylene and oxygen contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 1' ≥ 5 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that this Gas mixture 1 '≥ 5 vol .-% on components other than propane and propylene and oxygen contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 1' ≥ 10 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that this Gas mixture 1 '≥ 10 vol .-% on components other than propane and propylene and oxygen contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 1' ≥ 30 Vol.-% an von Propan und Propylen sowie Sauerstoff verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that this Gas mixture 1 '≥ 30 vol .-% on components other than propane and propylene and oxygen contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 2 bis zu 60 Vol.-% an Propan enthält.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that that this Gas mixture 2 contains up to 60 vol .-% of propane. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 2 bis zu 50 Vol.-% an Propan enthält.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that that this Gas mixture 2 contains up to 50 vol .-% of propane. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 2 20 bis 40 Vol.-% Propan enthält.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that that this Gas mixture 2 contains 20 to 40 vol .-% propane. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 2 die nachfolgenden Gehalte aufweist, 7 bis 15 Vol.-% O2 5 bis 10 Vol.-% Propylen, 15 bis 40 Vol.-% Propan, 25 bis 60 Vol.-% Stickstoff, 1 bis 5 Vol.-% Summe aus CO, CO2 und H2O und 0 bis 5 Vol.-% sonstige Bestandteile,
wobei gegebenenfalls enthaltener Ammoniak unberücksichtigt ist.
Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that the gas mixture 2 has the following contents, 7 to 15 vol% O 2 5 to 10 vol% propylene, 15 to 40 vol% Propane, 25 to 60 vol% Nitrogen, 1 to 5 vol% Sum of CO, CO 2 and H 2 O and 0 to 5 vol% other ingredients,
ammonia, if any, is disregarded.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch 2 die nachfolgenden Gehalte aufweist, H2O ≤ 60 Vol.-%, N2 ≤ 80 Vol.-%, O2 ≤ 20 Vol.-%, CO ≤ 2 Vol.-%, CO2 ≤ 5 Vol.-%, Ethan ≤ 10 Vol.-%, Ethylen ≤ 5 Vol.-%, Methan ≤ 5 Vol.-%, Propan > O, ≥ 50 Vol.-%, Cyclopropan ≤ 0,1 Vol.-%, Propin ≤ 0,1 Vol.-%, Propadien ≤ 0,1 Vol.-%, Propylen > O, ≤ 30 Vol.-%, H2 ≤ 30 Vol.-%, iso-Butan ≤ 3 Vol.-%, n-Butan ≤ 3 Vol.-%, trans-Buten-2 ≤ 1 Vol.-%, cis-Buten-2 ≤ 1 Vol.-%, Buten-1 ≤ 1 Vol.-%, iso-Buten ≤ 1 Vol.-%, Butadien 1,3 ≤ 1 Vol.-%, Butadien 1,2 ≤ 1 Vol.-%, 1-Butin ≤ 0,5 Vol.-% und 2-Butin ≤ 0,5 Vol.-%, wobei gegebenenfalls enthaltener Ammoniak unberücksichtigt ist.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that the gas mixture 2 has the following contents, H 2 O ≤ 60 vol .-%, N 2 ≤ 80 vol .-%, O 2 ≤ 20 vol .-%, CO ≤ 2 vol .-%, CO 2 ≤ 5 vol.%, Ethane ≤ 10 vol.%, Ethylene ≤ 5 vol.%, Methane ≤ 5 vol.%, Propane> O, ≥ 50 vol.%, Cyclopropane ≤ 0.1 vol .-%, propyne ≤ 0.1 vol.%, Propadiene ≤ 0.1 vol.%, Propylene> O, ≤ 30 vol.%, H 2 ≤ 30 vol.%, Isobutane ≤ 3 vol .-%, n-butane ≤ 3% by volume, trans-butene-2 ≤ 1% by volume, cis-butene-2 ≤ 1% by volume, butene-1 ≤ 1% by volume, iso- Butene ≤ 1% by volume, butadiene 1.3 ≤ 1% by volume, butadiene 1.2 ≤ 1% by volume, 1-butyne ≤ 0.5% by volume and 2-butyne ≤ 0.5% by volume .-%, whereby ammonia which may be present is not taken into account. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Roh-Propan ≥ 0,25 Vol.-% an von Propan und Propylen verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 22, characterized in that that this Raw propane ≥ 0.25 vol% contains components other than propane and propylene. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Roh-Propan ≥ 1 Vol.-% an von Propan und Propylen verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 22, characterized in that that this Crude propane ≥ 1% by volume contains components other than propane and propylene. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Roh-Propan ≥ 2 Vol.-% an von Propan und Propylen verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 22, characterized in that that this Crude propane ≥ 2 vol% contains components other than propane and propylene. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Roh-Propan ≥ 3 Vol.-% an von Propan und Propylen verschiedenen Bestandteilen enthält.Method according to one of claims 1 to 22, characterized in that that this Crude propane ≥ 3% by volume contains components other than propane and propylene. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Roh-Propan bis zu 6 Vol.-% an C4-Kohlenwasserstoffen enthält.Method according to one of claims 1 to 26, characterized in that that this Raw propane contains up to 6 vol .-% of C4 hydrocarbons. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Roh-Propan 0,1 bis 6 Vol.-% an C4-Kohlenwasserstoffen enthält.Process according to one of claims 1 to 26, characterized in that the crude propane contains 0.1 to 6% by volume of C 4 hydrocarbons. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Roh-Propan die folgende Spezifikation erfüllt: Gehalt an Propan ≥ 90 Vol.-%, Gesamtgehalt aus Propan und Propylen ≤ 99 Vol.-%, Gesamtgehalt an C4-Kohlenwasserstoffen ≤ 6 Vol.-%, Gehalt an Buten-1 ≤ 0,5 Vol.-%, Gesamtgehalt an Butenen ≤ 0,5 Vol.-%, Gehalt an Ethan ≤ 10 Vol.-%, Gehalt an Ethylen ≤ 5 Vol.-%, Gehalt an Methan ≤ 5 Vol.-%, Gehalt an Cyclopropan ≤ 0,1 Vol.-%, Gehalt an Propylen ≤ 10 Vol.-%, Gesamtgehalt an von Propan und Propylen verschiedenen C3-Kohlenwasserstoffen ≤ 0,3 Vol.-%, Gesamtgehalt an C5-Kohlenwasserstoffen ≤ 0,3 Vol.-%, und Gesamtgehalt an C6-bis C8-Kohlenwasserstoffen ≤ 600 Vol.ppm.Process according to one of claims 1 to 28, characterized in that the crude propane meets the following specification: content of propane ≥ 90% by volume, total content of propane and propylene ≤ 99% by volume, total content of C 4 hydrocarbons ≤ 6 vol%, butene-1 content ≤ 0.5 vol%, total butenes content ≤ 0.5 vol%, ethane content ≤ 10 vol%, ethylene content ≤ 5 vol. -%, content of methane ≤ 5% by volume, content of cyclopropane ≤ 0.1% by volume, content of propylene ≤ 10% by volume, total content of C 3 hydrocarbons other than propane and propylene ≤ 0.3 Vol .-%, total content of C 5 hydrocarbons ≤ 0.3 vol .-%, and total content of C 6 to C 8 hydrocarbons ≤ 600 vol.ppm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Propanumsatz im ersten Schritt ≥ 5 mol.-% bis ≤ 30 mol.-% beträgt.Method according to one of claims 1 to 29, characterized in that that the Propane conversion in the first step ≥ 5 mol% to ≤ 30 mol% is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass man aus dem Produktgasgemisch der Gasphasen-Partialoxidation und/oder partiellen Gasphasen-Ammoxidation von dem wenigstens einen partiellen Oxidations- und/oder Ammoxidationsprodukt des Propylens abtrennt und wenigstens in diesem Produktgasgemisch enthaltenes nicht umgesetztes Propan in den ersten Schritt und/oder in die Gasphasen-Partialoxidation und/oder partielle Gasphasen-Ammoxidation rückführt.Method according to one of claims 1 to 30, characterized in that from the product separates the gas mixture of the gas phase partial oxidation and / or partial gas phase ammoxidation from the at least one partial oxidation and / or ammoxidation product of propylene and at least unreacted propane contained in this product gas mixture in the first step and / or into the gas phase partial oxidation and / or partial gas phase ammoxidation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das erfindungsgemäße Verfahren in einer Reaktionszone an einer Katalysatorbeschickung durchgeführt wird, deren Aktivmasse wenigstens eine Multimetalloxidmasse ist, die die Elemente Mo, V, wenigstens eines der beiden Elemente Te und Sb, und wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe umfassend Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, La, Bi, B, Ce, Sn, Zn, Si, Na, Li, K, Mg, Ag, Au und In in Kombination enthält.Method according to one of claims 1 to 31, characterized in that that the inventive method is carried out in a reaction zone on a catalyst feed, whose active mass is at least one multimetal oxide mass which Elements Mo, V, at least one of the two elements Te and Sb, and at least one of the elements from the group comprising Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, La, Bi, B, Contains Ce, Sn, Zn, Si, Na, Li, K, Mg, Ag, Au and In in combination. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivmasse wenigstens eine Multimetalloxidmasse ist, die die Elementstöchiometrie I Mo1VaMbM 1 / cM 2 / d (I),mit M1 = Te und/oder Sb, M2 = wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe umfassend Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, La, Bi, Ce, Sn, Zn, Si, Na, Li, K, Mg, Ag, Au und In, b = 0,01 bis 1, c = > 0 bis 1 und d = > 0 bis 1 enthält.Process according to Claim 32, characterized in that the active composition is at least one multimetal oxide composition which has the element stoichiometry I Mo 1 V a M b M 1 / cM 2 / d (I), with M 1 = Te and / or Sb, M 2 = at least one of the elements from the group comprising Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd , Pt, La, Bi, Ce, Sn, Zn, Si, Na, Li, K, Mg, Ag, Au and In, b = 0.01 to 1, c => 0 to 1 and d => 0 to 1 contains. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß M1 = Te und M2 = Nb, Ta, W und/oder Ti.A method according to claim 33, characterized in that M 1 = Te and M 2 = Nb, Ta, W and / or Ti. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass M2 = Nb.A method according to claim 33 or 34, characterized in that M 2 = Nb. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Röntgendiffraktogramm der wenigstens einen Multimetalloxidaktivmasse ein Röntgendiffraktogramm aufweist, das Beugungsreflexe h und i zeigt, deren Scheitelpunktlagen bei den Beugungswinkeln 22,2 ± 0,5° (h) und 27,3 ± 0,5° (i) liegen.Method according to one of claims 32 to 35, characterized in that that this X-ray diffraction an X-ray diffractogram of the at least one multimetal oxide active material which shows diffraction reflexes h and i, their apex positions at 22.2 ± 0.5 ° (h) and 27.3 ± 0.5 ° (i). Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Röntgendiffraktogramm zusätzlich einen Beugungsreflex k aufweist, dessen Scheitelpunkt bei 28,2 ± 0,5° liegt.A method according to claim 36, characterized in that this X-ray diffraction additionally has a diffraction reflex k, the apex of which is 28.2 ± 0.5 °. Verfahren nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Beugungsreflex h innerhalb des Röntgendiffraktogramms der intensitätsstärkste ist und eine Halbwertsbreite von höchstens 0,5° aufweist.A method according to claim 36 or 37, characterized in that the Diffraction reflex h within the X-ray diffractogram is the most intense and a maximum width at half maximum 0.5 °. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbwertsbreite des Beugungsreflexes i und des Beugungsreflexes k zusätzlich gleichzeitig jeweils < 1° beträgt und die Intensität Pk des Beugungsreflexes k und die Intensität Pi des Beugungsreflexes i die Beziehung 0,20 < R < 0,85 erfüllen, in der R das durch die Formel R = Pi/(Pi + Pk)definierte Intensitätsverhältnis ist.Method according to Claim 38, characterized in that the half-value width of the diffraction reflex i and the diffraction reflex k is additionally <1 ° at the same time, and the intensity P k of the diffraction reflex k and the intensity Pi of the diffraction reflex i have the relationship 0.20 <R <0, 85, in the R that by the formula R = P i / (P i + P k ) is defined intensity ratio. Verfahren nach Anspruch 32 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Röntgendiffraktogramm der wenigstens einen Multimetalloxidaktivmasse keinen Beugungsreflex aufweist, dessen Maximum bei 2⦵ = 50 ± 0,3° liegt.Method according to claims 32 to 39, characterized in that that this X-ray diffraction the at least one multimetal oxide active material has no diffraction reflex has, whose maximum at 2⦵ = 50 ± 0.3 °. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schritt in einer getrennten Reaktionszone durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 31, characterized in that that the first step is carried out in a separate reaction zone. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schritt eine heterogen katalysierte Dehydrierung ist.A method according to claim 41, characterized in that the the first step is heterogeneously catalyzed dehydrogenation. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gasgemisch 1 von den darin enthaltenen, von Propan und Propylen verschiedenen, Bestandteilen eine Teilmenge abgetrennt wird, die wenigstens einen C4-Kohlenwasserstoff umfaßt.A method according to claim 41 or 42, characterized in that 1 of the constituents contained therein, other than propane and propylene, are separated off in a portion which comprises at least one C 4 hydrocarbon. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß in der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation und/oder partiellen Gasphasen-Ammoxidation ein Katalysator mitverwendet wird, dessen Aktivmasse die Elemente Mo, Bi und Fe enthält.Method according to one of claims 41 to 43, characterized in that that in the heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation and / or partial gas phase ammoxidation, a catalyst is also used, whose active mass contains the elements Mo, Bi and Fe. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß in der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation und/oder partiellen Gasphasen-Ammoxidation ein Katalysator mitverwendet wird, dessen Aktivmasse ein Multimetalloxid der allgemeinen Formel IV Mo12BiaFebX 1 / cX 2 / dX 3 / eX 4 / fOn (IV),in der die Variablen nachfolgende Bedeutung aufweisen: X1 = Nickel und/oder Kobalt, X2 = Thallium, ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall, X3 = Zink, Phosphor, Arsen, Bor, Antimon, Zinn, Cer, Blei und/oder Wolfram, X4 = Silicium, Aluminium, Titan und/oder Zirkonium, a = 0 bis 5, b = 0,01 bis 5, c = 0 bis 10, d = 0 bis 2, e = 0 bis 8, f = 0 bis 10 und n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in (IV) bestimmt wird, ist.Process according to one of claims 41 to 44, characterized in that a catalyst is used in the heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation and / or partial gas phase ammoxidation, the active composition of which is a multimetal oxide of the general formula IV Mo 12 Bi a Fe b X 1 / cX 2 / dX 3 / eX 4 / fO n (IV), in which the variables have the following meaning: X 1 = nickel and / or cobalt, X 2 = thallium, an alkali metal and / or an alkaline earth metal, X 3 = zinc, phosphorus, arsenic, boron, antimony, tin, cerium, lead and / or tungsten, X 4 = silicon, aluminum, titanium and / or zirconium, a = 0 to 5, b = 0.01 to 5, c = 0 to 10, d = 0 to 2, e = 0 to 8, f = 0 to 10 and n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in (IV). Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß in der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation ein Katalysator mitverwendet wird, dessen Aktivmasse die Elemente Mo und V enthält.Method according to one of claims 41 to 45, characterized in that that in a heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation is used, whose active composition contains the elements Mo and V. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß in der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation ein Katalysator mitverwendet wird, dessen Aktivmasse ein Multimetalloxid der allgemeinen Formel VII Mo12vaX 1 / bX 2 / cX 3 / d 3X 4 / e 4X 5 / f 5X 6 / g 6On (VII),in der die Variablen folgende Bedeutung haben: X1 = W, Nb, Ta, Cr und/oder Ce X2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn und/oder Zn, X3 = Sb und/oder Bi, X4 = eines oder mehrere Alkalimetalle, X5 = eines oder mehrere Erdalkalimetalle, X6 = Si, Al, Ti und/oder Zr, a = 1 bis 6 b = 0,2 bis 4, c = 0,5 bis 18, d = 0 bis 40, e = 0 bis 2, f = 0 bis 4, g = 0 bis 40 und n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in VII bestimmt wird, ist.Method according to one of claims 41 to 46, characterized in that a catalyst is used in the heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation, the active composition of which is a multimetal oxide of the general formula VII Mo 12 v a X 1 / bX 2 / cX 3 / d 3X 4 / e 4X 5 / f 5X 6 / g 6O n (VII), in which the variables have the following meaning: X 1 = W, Nb, Ta, Cr and / or Ce X 2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn and / or Zn, X 3 = Sb and / or Bi, X 4 = one or more alkali metals, X 5 = one or more alkaline earth metals, X 6 = Si, Al, Ti and / or Zr, a = 1 to 6 b = 0.2 to 4, c = 0.5 to 18, d = 0 to 40, e = 0 to 2, f = 0 to 4, g = 0 to 40 and n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements in VII other than oxygen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine partielle Oxidations- und/oder Ammoxidationsprodukt des Propylens wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe umfassend Propylenoxid, Acrolein, Acrylsäure und Acrylnitril ist.Method according to one of claims 1 to 47, characterized in that that this at least one partial oxidation and / or ammoxidation product of propylene comprising at least one compound from the group Propylene oxide, acrolein, acrylic acid and is acrylonitrile.
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