AT253470B - Verfahren zur Herstellung eines antimonhältigen, verschleißfesten, festen Oxydationskatalysators - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines antimonhältigen, verschleißfesten, festen Oxydationskatalysators

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AT253470B AT407764A AT407764A AT253470B AT 253470 B AT253470 B AT 253470B AT 407764 A AT407764 A AT 407764A AT 407764 A AT407764 A AT 407764A AT 253470 B AT253470 B AT 253470B
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Description


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  Verfahren zur Herstellung eines antimonhältigen,   verschleissfestenl festen Oxydationskatalysators    
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von festen, antimonhaltigen Katalysatoren mit verbesserter mechanischer Festigkeit, insbesondere ein neues Verfahren zur Herstellung von Antimonoxyd enthaltenden Katalysatoren mit verbesserter Verschleissfestigkeit, und die nach diesem Verfahren erhältlichen verbesserten neuen Katalysatoren. 



   Die erfindungsgemässen Katalysatoren sind Antimonoxyd enthaltende Oxydationskatalysatoren, insbesondere Katalysatoren, die aus Antimonoxyd in Kombination mit mindestens einem Oxyd der Elemente Uran, Eisen, Mangan, Thorium, Cer, Molybdän und Zinn zusammengesetzt sind. Katalysatoren dieses Typs eignen sich bekanntlich für die Oxydation von Olefinen zu oxygenierten Kohlenwasserstoffen, von Olefin-Ammoniakgemischen zu ungesättigten Nitrilen sowie für die oxydative Dehydrierung von Monoolefinen zu Diolefinen und von Olefinen zu Aromaten.

   Beispielsweise eignen sich die vorgenannten Katalysatoren für die Oxydation von Propylen zu Acrolein, von Isobutylen zu Methacrolein, von PropylenAmmoniak zu Acrylonitril, von Isobutylen-Ammoniak zu Methacrylonitril, von Buten-1 oder Buten-2 zu Butadien-1, 3 usw., wie in den belgischen Patentschriften   Nr. 571200, Nr. 631437, Nr. 633452,   Nr. 633450 und   Nr. 633451   und in der brit. Patentschrift Nr. 876, 446 näher beschrieben ist. 



   Die Natur der chemischen Verbindungen oder Mischungen, aus denen sich die erfindungsgemässen Katalysatoren zusammensetzen, ist nicht mit Sicherheit bekannt. Der Katalysator, beispielsweise eine   Antimonoxyd-Uranoxyd-Kombination,   kann eine Mischung von Antimonoxyd oder-oxyden und Uranoxyd oder-oxyden darstellen. Es ist aber auch möglich, dass Antimon und Uran mit dem Sauerstoff unter Bildung eines Antimonats oder Uranats kombiniert ist. Die Antimonmenge im Verhältnis zur Menge des einen oder andern speziellen Metalloxyds in den bevorzugten Katalysatorsystemen kann weitgehend schwanken.

   Das atomare Verhältnis   Sb :   M, wobei M mindestens eines der Metalle Uran, Eisen, Mangan, Thorium, Cer, Molybdän und Zinn bedeutet, kann zwischen etwa   l :   50 bis 99 : 1 liegen, Grösste Aktivität scheint jedoch bei einem atomaren Verhältnis Sb : M im Bereich von   1 : 1   bis   25 : 1   erzielbar zu sein. 



   Alle Antimonoxyd-Katalysatoren des obigen Typs werden vorzugsweise durch Wärmebehandlungen in einem sauerstoffhaltigen Gas wie Luft bei einer Temperatur über etwa   5400C   aktiviert. Welche Methode aber auch für die Herstellung der Kombination von Antimonoxyd mit einem oder mehreren der obgenannten Metalloxyde angewendet wird, stets zeigt es sich, dass der erhaltene Katalysator nach Aktivierung bei einer Temperatur von über 5400C sehr weich ist und im allgemeinen eine schlechte mechanische Festigkeit besitzt. Selbst wenn ein aktives oder   inertes Trägermaterial   wie Silicasol oder Silicagel vor der thermischen Aktivierung der Katalysatormasse einverleibt wird, besitzt der fertige Katalysator im allgemeinen schlechte physikalische Eigenschaften, insbesondere Verschleissfestigkeit.

   Man kann annehmen, dass diese Verhältnisse als Folge von Umlagerungen im Kristallgitter bei der thermischen Aktivierung auftreten, u.   zw.   entweder im Antimonoxyd selbst oder in einer Verbindung, die durch Umsetzung von Antimonoxyd mit der andern Metalloxydkomponente gebildet werden kann. 

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 der für Extrusion nötigen Beschaffenheit zu liefern. Soll der Katalysator für einen Fliessbettbetrieb dienen, wird der calcinierte Feststoff zu einem Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse von weniger als 20   Il   gemahlen. Praktisch sollten alle Teilchen weniger als 44 p im Durchmesser haben. Dann wird dem Pulver ein Silicasol oder eine Suspension von Silicagel zugesetzt, so dass eine freifliessende pumpbare Flüssigkeit entsteht, die sich sprühtrocknen lässt.

   Wasser kann, wenn nötig, zu der Aufschlämmung zugegeben werden, um die Viskosität bis zu dem für die Sprühtrocknung besten Wert herabzusetzen. e) Die getrockneten und verformten Katalysatorteilchen werden nun einer letzten Calcinierung bei einer Temperatur von über 430 C, jedoch unter   1100 C,   vorzugsweise in einer nicht-reduzierenden oder 
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 strebte Aktivität in dem speziellen katalytischen Prozess, für den der Katalysator bestimmt ist, ausge-   wählt.   Im allgemeinen wird der Katalysator bei Erhöhung der Temperatur, Verlängerung der Calcinerungszeit und Zuführung von Dampf zu der Atmosphäre, in der die Wärmebehandlung erfolgt, weniger aktiv und besitzt einen geringeren Oberflächenbereich. 



   Das Mengenverhältnis von aktiver Komponente zum Silicaträger in der endgültigen Katalysatorzusammensetzung ist nicht kritisch, doch ist es erwünscht, dass mindestens 50   Gel.-%   des gesamten verschleissfesten Katalysators aus der aktiven Komponente, d. h. den gemischten Oxyden von Antimon und dem   andem   Metall bestehen. Die aktive Komponente kann bis zu   901o   oder mehr des Gesamtkatalysators ausmachen, obgleich vorgezogen wird, wenn mindestens 10 Gew.-%, insbesondere ungefähr 20   Gel -%,      SiOz   vorhanden sind. 



   Die Verschleissfestigkeit des erfindungsgemässen Katalysators wurde mit Hilfe einer Reihe von Tests bestimmt und in jedem Fall wurden Vergleiche zwischen diesen Katalysatoren und den in obgenannten belgischen und britischen Patentschriften beschriebenen durchgeführt. Katalysatorproben wurden bezüglich ihrer Oberflächenabnutzung   durch Schütteln   auf einem Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 5 mm während 60 min miteinander verglichen. Eine Probe von 40 g des ausgepressten, wärmebehandelten Katalysators mit einer Teilchengrösse von ungefähr 4 mm im Durchmesser und   5 - 6   mm Länge wurde in einen Cencoshaker bei Einstellung 7 gegeben. Die Gew.-% Katalysator, die durch das Sieb hindurchgingen, wurden als % Abnutzung gerechnet.

   Die erhaltenen Zahlen sind in Tabelle   I   wiedergegeben und zeigen überzeugend, dass die erfindungsgemäss hergestellten Katalysatoren eine grössere physikalische Haltbarkeit besitzen als die nach üblichen Verfahren erzeugten. Der Antimonoxyd-Uranoxydkatalysator ist insofern ein ausgezeichnetes Beispiel, als nur 2, 5% des erfindungsgemäss hergestellten Katalysators durch Reibung verlorengingen, gegenüber 98, 5% des nach dem bekannten Verfahren hergestellten Produktes. 



   Die Fliessabreibung des Katalysators wurde nach Methoden bestimmt, die in der Veröffentlichung "Test Methods for Synthetic Cracking Catalysts", American Cyanamid Company,   6/31-4m-1/57,   S. 42, beschrieben sind. Die verwendete Apparatur war so konstruiert, dass Luft durch die Öffnungen einer perforierten Platte mit genügender Geschwindigkeit zugeführt werden konnte, dass Strahlen von Katalysator mit grosser Geschwindigkeit in das Haupt-Katalysatorbett eingeblasen wurden. Der grosse obere Abschnitt über dem Katalysatorrohr diente als   Staubsammler.   Die Teilchen mit Durchmessern von mehr als ungefähr 16 li-in geringer Abhängigkeit von der Teilchendichte und dem Stokes'sehen Gesetz-fallen, wie sie sind, zurück und sammeln sich an den Aussenwänden des Rohres von 12, 5 cm Durchmesser an.

   Hier lagern sie sich zu genügend grossen Aggregaten zusammen, dass sie in das Katalysatorbett zurückfallen können. Teilchen mit Durchmessern von weniger als 16   11   werden in einen Satz fingerhutförmiger Auffanggefässe hinübergetragen, die in Zeitabständen gewogen werden, um die Menge an feinen Teilchen als Funktion der Zeit zu bestimmen. 



   Es wurden zahlreiche Abwandlungen dieses Tests angewendet. Bei der 45 h-Methode wurde die Zeit auf 24 h herabgesetzt und es wurden 50 g einer keine Feuchtigkeit enthaltenden Katalysatorprobe verwendet. Das Gewicht der übergehenden Feinteilchen wurde nach der 4. und nach der 24. Stunde bestimmt und der zwischen diesen beiden Zeiten anfallende Gewichtsanteil bewertet. In einem zweiten Test wurde die Gesamtzeit auf 4 h herabgesetzt und es wurden 30 g der keine zusätzliche Feuchtigkeit enthaltenden Katalysatorprobe verwendet. Das Gewicht der übergehenden Feinteilchen wurde nach der   l.   und 4. Stunde   bestimmt : wieder   wurde der Gewichtsanteil zwischen diesen beiden Zeiten festgestellt.

   Die in Tabelle II angeführten Daten zeigen, dass der prozentuelle Gewichtsverlust beim erfindungsgemäss hergestellten Katalysator kleiner als die Hälfte des Gewichtsverlustes bei den herkömmlichen Produkten war. Katalysatoren mit einem Gehalt an Molybdän, Mangan und Zinn wurden in dem 4 h-Test verglichen und in diesen Fällen waren die Verschleissverluste bei den nach dem bekannten Verfahren hergestellten Katalysatoren mehr als doppelt so hoch. 

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   Die Kompressionsfestigkeit von Katalysatoren, die in den Beispielen und in Tabelle III beschrieben sind, wurde unter Verwendung eines Tinus-Olsen-Prüfgerätes bestimmt. Der mittlere Druck beim Nachgebepunkt wurde als Kompressionsfestigkeit des jeweiligen Katalysators angegeben. Die extrudierten Katalysatorteilchen hatten einen Durchmesser von annähernd 4 mm und eine Länge von 5 bis 6 mm. Aus den Beispielen geht hervor, dass die erfindungsgemäss hergestellten Katalysatoren um einen Faktor von mindestens 3 fester sind und dass die meisten der geprüften Katalysatoren 10mal fester sind als die nach üblichen Verfahren erhaltenen. 



   Schliesslich wurde die Katalysatoraktivität bestimmt, um zu demonstrieren, dass die erfindungsgemäss hergestellten Katalysatoren nicht nur eine verbesserte Verschleissfestigkeit besitzen, sondern auch ihre Aktivität bei der Erzeugung von Acrylonitril, Methacrylonitril, Acrolein oder   Butadien-1, 3   beibehalten (s. Tabelle IV). Die Katalysatoren wurden in fixen Betten und Fliessbetten im Mikromassstab getestet. 



   Die Daten der Beispiele zeigen deutlich, dass die erfindungsgemäss hergestellten Katalysatoren bei den obgenannten Reaktionen ebenso aktiv sind wie die nach dem üblichen Verfahren hergestellten. 



   Das Verfahren und die Produkte gemäss der Erfindung werden in den nachfolgenden Beispielen näher erläutert, in denen, wenn nicht anders angegeben, die Mengen der verschiedenen Bestandteile in Gewichtsteilen ausgedrückt sind. 



   Beispiel 1 :
A) Ein Katalysator aus 60   Gew.-%   Antimonoxyd-Uranoxyd und 40    Gew.- SiO mit   der empirischen Formel 
USb4, 56011, 79 wurde in folgender Weise hergestellt :
45 g metallisches Antimonpulver, das durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 177 mm hindurchging, wurden in 180 ml heisser, konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) vollständig oxydiert. Dann wurden 40, 7   gUO(NO).6HO   zugesetzt und die Mischung wurde bis nahe zur Trockne eingedampft. Hierauf wurde die Mischung mit 176 g"du Pont H-S Ludox" (ein wässeriges Silicasol mit einem Gehalt von 30    Gew.-' SiO )   und genügend destilliertem Wasser zum Spülen verdünnt. Dann wurde die Mischung durch Zusatz von   28% igem NH OH   auf ein pH = 8 eingestellt.

   Der unlösliche Anteil wurde abfiltriert und insgesamt mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen. Das Material wurde kräftig gerührt und dann mittels einer Dressierspritze (Kuchenspritze)   ausgepresst,   Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und anschliessend 15 h bei 1200C getrocknet, danach 24 h bei 4300C calciniert und 8 h bei 9000C wärmebehandelt. 



   Bei Wiederholung dieses Versuches unter Anwendung einer 16stündigen Wärmebehandlung in der letzten Stufe war die Verschleissfestigkeit des resultierenden Katalysators gegenüber derjenigen des nach 8stündiger Behandlung erhaltenen Katalysators nicht mehr angestiegen. 



   B) Ein Katalysator aus 60   Gel.-%   Antimonoxyd-Uranoxyd und 40   Gew.-'%)SiO, dessen   aktive Komponente die empirische Formel 
USb 0
4, 56 11, 79 hatte, wurde erfindungsgemäss wie folgt hergestellt :
45 g Antimonmetallpulver, das durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 177 mm hindurchging, 
 EMI4.1 
 wurden 88 g du Pont Ludox H-S (wässeriges Silicasol) und genügend destilliertes Wasser zum Spülen zugegeben. Die Mischung wurde mit   28% igem NH OH   auf ein PH von 8 gebracht. Der gebildete Niederschlag wurde abfiltriert und das Filtrat mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen. Das Material wurde hierauf 15 h bei 1200C getrocknet, 24 h bei 4300C calciniert und anschliessend 8 h bei 900 C wärmebehandelt. 



   Dann wurde der Katalysator gemahlen, bis er durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0,088 mm   hindurchging, und innig mit 88 g du Pont H-S Ludox vermischt. Die resultierende Paste wurde mittels einer Dressierspritze ausgepresst. Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und danach 15 h bei 120 C getrock-   net. Zuletzt wurde es einer 8stündigen Wärmebehandlung bei 9000C unterzogen. 

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   Bei Wiederholung der Arbeitsweise B), wobei in der ersten Stufe kein Silicasol verwendet und 176 g Silicasol dem gemahlenen Katalysator zugesetzt wurden, wurde als Endprodukt ein Katalysator erhalten, der im wesentlichen die gleichen physikalischen Eigenschaften wie der gemäss B) erzeugte und die gleiche Aktivität bei der Synthese von Acrylonitril, Acrolein und   Butadien-1, 3 besass.   



   C) Die Verfahrensweise B) wurde wiederholt, nur dass mit dem H-S Ludox in der zweiten Stufe weiteres Wasser zugesetzt wurde, bis eine Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 60 bis 65 Gew.-% gebildet war, welche in einem üblichen Sprühtrockner verarbeitet wurde. Der erhaltene fein zerteilte sprühgetrocknete Katalysator wurde 8 h auf 9000C erhitzt und besass im wesentlichen die gleichen physikalischen Eigenschaften und die gleiche katalytische Aktivität wie der unter B) beschriebene Katalysator. 



   Beispiel 2 : 
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    mit Fe(NO )3 .9H O   wurden zugesetzt und die Mischung wurde bis nahe zur Trockne eingedampft. Dann wurde sie mit 86 g   30"/obigem   wässerigem Silicasol und genügend destilliertem Wasser zum Spülen verdünnt. Die Mischung wurde mit   28% igem NH OH   auf ein PH von 8 gebracht. Der gebildete Niederschlag wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen. Das Material wurde kräftig gerührt und dann durch eine Dressierspritze ausgepresst. Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 120 C getrocknet, anschliessend 24 h bei 4300C calciniert und 8 h bei   7600C   wärmebehandelt. 



   B) Ein Katalysator mit derselben chemischen Zusammensetzung wie bei A) wurde gemäss der Erfindung wie folgt hergestellt :
45 g Antimonmetallpulver, das durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 177 mm hindurchging, wurde in 180 ml heisser, konzentrierter Salpetersäure   (spez.   Gewicht 1, 42) vollständig oxydiert. 17, 2 g    Fe(NO3) .9H2O   wurden zugesetzt und die Mischung bis nahe zur Trockne eingedampft. Dann wurden 43 g tiges wässeriges Silicasol und eine zum Spülen ausreichende Menge destilliertes Wasser zugegeben und das PH mit   28% igem NH OH   auf 8 eingestellt. Der resultierende Niederschlag wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen. Das Material wurde 15 h bei 1200 C getrocknet, 24 h bei 4300C calciniert und 8 h bei 7600C wärmebehandelt. 



   Das Material wurde gemahlen, bis es durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0,088 mm hindurchging, und dann innig mit 43 g   30%obigem   Silicasol vermischt. Diese Paste wurde durch eine Dressierspritze ausgepresst. Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 120 C getrocknet und zuletzt 8 h bei 7600C wärmebehandelt. 



   Beispiel 3 :
A) Ein Katalysator aus 70   Gew.-%   Antimonoxyd-Thoriumoxyd und 30 Gew.-% SiO mit einer empirischen Formel 
 EMI5.2 
 für die aktive Komponente wurde in folgender Weise hergestellt :
45 g Antimonmetallpulver, das durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 177 mm hindurchging, wurden in 180 ml heisser, konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) vollständig oxydiert. 35,8 g Th    (Nq) 4'4 Hp   wurden zugesetzt und die Mischung wurde bis nahe zur Trockne eingedampft, Dann wurde sie mit 105 g   300/0igem   wässerigem Silicasol und einer zum Spülen ausreichenden Menge destilliertem Wasser verdünnt und mit   28% igem NH OH   auf PH 8 eingestellt. Der Niederschlag wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen.

   Nach kräftigem Rühren wurde das Material durch eine Dressierspritze   ausgepresst,   Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 1200C getrocknet und 8 h bei 7600C wärmebehandelt. 



   B) Ein Katalysator mit derselben Zusammensetzung wie in A) wurde erfindungsgemäss wie folgt hergestellt :
45 g Antimonmetallpulver, das durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 177 mm hindurchging, wurden in 180 ml heisser, konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) vollständig oxydiert. 35,8 g 

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 Th(NO3)4. 4   HO   wurden zugesetzt und die Mischung wurde bis nahe zur Trockne eingedampft. Dann wurde sie mit 52, 5 g 30%igem wässerigem Silicasol und einer zum Spülen ausreichenden Menge destilliertem Wasser verdünnt und mit   28% igem NH OH   auf PH 8 eingestellt. Der Niederschlag wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen. Das Material wurde 4 h an der Luft und 15 h bei   120 C   getrocknet und 8 h bei 7600C wärmebehandelt. 



   Das Material wurde gemahlen, bis es durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von   0, 088   mm hindurchging und dann innig mit 52, 5 g 30% igem wässerigem Silicasol vermischt. Die resultierende Paste wurde durch eine Dressierspritze ausgepresst. Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 1200C getrocknet und schliesslich 8 h bei 760 C wärmebehandelt. 



   Beispiel 4 : 
 EMI6.1 
 wurden in 180 ml heisser, konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) vollständig oxydiert.   59, 0   g   (NHJCe(NO) wurden zugesetzt und die Mischung bis nahe zur Trockne eingedampft. Dann wurde das Gemisch mit 107, 3 g 30%igem wässerigem Silicasol und genügend Wasser zum Spülen verdünnt und mit     28% igem NH OH   auf PH 8 eingestellt. Der unlösliche Anteil wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei getrennten Portionen gewaschen. Nach kräftigem Rühren wurde das Material durch eine Dressierspritze   ausgepresst.   Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 1200C getrocknet, 24 h bei   4300C   calciniert und 8 h bei 7600C wärmebehandelt. 



   B) Ein Katalysator mit derselben chemischen Zusammensetzung wie in A) wurde erfindungsgemäss wie folgt hergestellt :
45 g Antimonmetallpulver, das durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 177 mm hindurchging, wurden in 180 ml heisser, konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) vollständig oxydiert.   59, 0   g (NH4)2Ce(NO3(6 wurden zugesetzt und die Mischung bis nahe zur Trockne eingedampft. Dann wurde das Gemisch mit 53, 7 g 30% igem wässerigem Silicasol und genügend Wasser zum Spülen verdünnt und mit   2SO/oigem NHpH   auf PH 8 eingestellt. Der unlösliche Anteil wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei getrennten Portionen gewaschen.

   Das Material wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 120 C getrocknet, 24 h bei 4300C calciniert und 8 h bei 760 C wärmebehandelt,
Das Material wurde gemahlen, bis es durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 088 mm hindurchging, und dann innig mit 53, 7 g 30% igem wässerigem Silicasol vermischt. Die resultierende Paste wurde durch eine Dressierspritze ausgepresst. Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei   1200C   getrocknet und schliesslich 8 h bei 760 C wärmebehandelt. 



   Beispiel 5 :
A) Ein Katalysator aus 70 Gew.-% Antimonoxyd-Molybdänoxyd und 30 Gew.-%SiO2 mit der empirischen Formel 
 EMI6.2 
 
MoSb2,.für die aktive Komponente wurde in folgender Weise hergestellt :
45 g Antimonmetallpulver, das durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 177 mm hindurchging, wurden in 180 ml heisser, konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) vollständig oxydiert.   113, 3   g   30% iges wasseriges   Silicasol wurden zugesetzt und die Mischung wurde mit   28%oigem NH OH aufpPH   8 gebracht. Das feste Material der resultierenden Mischung wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei gesonderten Portionen gewaschen. Die Mischung wurde mit einer Lösung von 27, 6 g 
 EMI6.3 
 



   B) Ein Katalysator mit derselben chemischen Zusammensetzung wie bei A) wurde erfindungsgemäss in folgender Weise hergestellt :
45 g Antimonmetallpulver, das durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 177 mm hindurchging, wurden in 180 ml heisser, konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) vollständig oxydiert.   56, 6   g 

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   30% igues   wässeriges Silicasol wurden zugesetzt und die Mischung wurde mit 28%igem NH4OH auf pH 8 gebracht. Das feste Material der resultierenden Mischung wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei gesonderten Portionen gewaschen.

   Die Mischung wurde mit einer Lösung von 27, 6 g 
 EMI7.1 
 
Das Material wurde gemahlen, bis es durch ein Sieb mit   Maschenöffnungen   von 0,088 mm hindurchging, und dann innig mit 56,6 g   30% gem   wässerigem Silicasol vermischt. Die resultierende Paste wurde durch eine Dressierspritze ausgepresst. Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 1200C getrocknet und schliesslich 8 h bei 760 C wärmebehandelt. 



   Beispiel 6 : 
 EMI7.2 
 
Gew.-% SiOdiert. 98 g einer 50%igen wässerigen Lösung von    Mn(NO ) wurden   zugesetzt und die Mischung wurde bis nahe zur Trockne eingedampft. Dann wurde sie mit 109 g   30% igem   Silicasol und ausreichend Wasser zum Spülen verdünnt und mit   28% igem NH OH   auf PH 8 eingestellt. Das feste Material der Mischung wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen. Nach kräftigem Rühren wurde die Mischung durch eine Dressierspritze ausgepresst. Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 1200C getrocknet, 24 h bei 4300C calciniert und 8 h bei 7600C wärmebehandelt. 



   B) 45 g Antimonmetallpulver, das durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von höchstens 0, 177 mm hindurchging, wurden in 180 ml heisser konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) vollständig oxydiert. 98 g einer 50% igen wässerigen Lösung von   Mn(NO) wurden   zugesetzt und die Mischung wurde bis nahe zur Trockne eingedampft. Dann wurde sie mit 54, 5   g 30% igem   Silicasol und ausreichend Wasser zum Spülen verdünnt und mit   28% igem NH OH   auf pH 8 eingestellt. Das feste Material der Mischung wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen. Das Material wurde 4 h an der Luft und 15 h bei   1200C   getrocknet, 24 h bei 4300C calciniert und 8 h bei 7600C   wärmebe -   handelt. 



   Das Material wurde gemahlen, bis es durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0,088 mm hindurchging, und dann innig mit 54,5 g 30%igem wässerigem Silicasol vermischt. Die resultierende Paste wurde durch eine Dressierspritze ausgepresst. Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 1200C getrocknet und schliesslich 8 h bei 7600C wärmebehandelt. 



   Beispiel 7 :
A) Ein Katalysator aus 70 Gew.-% Antimonoxyd-Zinnoxyd und 30    Gew.-% SiO mit   der empirischen Formel 
 EMI7.3 
 



   O,,.,für die aktive Komponente wurde in folgender Weise hergestellt :
45 g metallisches Zinn wurden in einer Lösung von 189 g konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) und 175 ml destilliertem Wasser oxydiert. Ausserdem wurden 23, 1 g Antimonmetall (Durchgang durch Maschenöffnungen von 0, 177 mm) in 95 ml konzentrierter Salpetersäure oxydiert. Die beiden Oxydmischungen wurden vereinigt und mit 112,3 g wässerigem,   300/obigem   Silicasol versetzt. Dann wurde das PH der Mischung mit   28% igem NH OH   auf 8 eingestellt. Der feste Anteil der resultierenden Mischung wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen. Die Paste wurde dann durch eine Dressierspritze ausgepresst.

   Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 1200C getrocknet, 24 h bei 4300C calciniert und 8 h bei   10000C   wärmebehandelt. 



   B) Ein Katalysator mit derselben chemischen Zusammensetzung wie bei A) wurde gemäss der Erfindung wie folgt hergestellt :
45 g metallisches Zinn wurde in einer Lösung von 189 g konzentrierter Salpetersäure (spez. Gewicht 1, 42) und 175 ml destilliertem Wasser oxydiert. Ausserdem wurden 23, 1 g Antimonmetall (Durchgang durch   Maschenöffnungen   von 0, 177 mm) in 95 ml konzentrierter Salpetersäure oxydiert. Die beiden 

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Oxydmischungen wurden vereinigt und mit 56, 2 g wässerigem,   30%obigem   Silicasol versetzt. Dann wurde das PH der Mischung mit   28%igem NHpH   auf 8 eingestellt. Der feste Anteil der resultierenden Mischung wurde abfiltriert und mit 600 ml destilliertem Wasser in drei Portionen gewaschen.

   Der Feststoff wurde
4 h an der Luft und 15 h bei 1200C getrocknet, 24 h bei 4300C calciniert und 8 h bei 10000C wärmebehandelt. 



   Das Material wurde gemahlen, bis es durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 0, 088 mm hindurch- ging, und dann innig mit 56, 2 g   30% gem   wässerigem Silicasol vermischt. Die resultierende Paste wurde durch eine Dressierspritze ausgepresst. Das Extrudat wurde 4 h an der Luft und 15 h bei 1200C getrocknet und schliesslich 8 h bei   1000 C   wärmebehandelt. 



   Tabelle I 
 EMI8.1 
 
<tb> 
<tb> Katalysator <SEP> Gel.-%
<tb> Ausbringung <SEP> * <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> (A) <SEP> 98, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> (B) <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> (A) <SEP> 76, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> (B) <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> (A) <SEP> 92, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> (B) <SEP> 10, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> (A) <SEP> 96, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> (B) <SEP> 8, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> (A) <SEP> 48, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> (B) <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> (A) <SEP> 79, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> (B) <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> (A) <SEP> 8, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> (B) <SEP> 3,

   <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 
   *   Testbedingungen : 40   g-Proben   (4 mm X 5 - 6 mm
Extrudate) auf ein Sieb mit Ma- schenöffnungen von   0, 5 mm   ge- bracht und genau 60 min auf einem Cenco-Schüttler bei Ein- stellung 7 geschüttelt 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 Tabelle Il 
 EMI9.1 
 
<tb> 
<tb> Standard-Fliessabreibungstest
<tb> Katalysator <SEP> % <SEP> Gewichtsverlust <SEP> in <SEP> den
<tb> ersten <SEP> 5 <SEP> h <SEP> weiteren <SEP> 19 <SEP> h <SEP> 24 <SEP> h <SEP> Gesamtzeit
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> (A) <SEP> 13, <SEP> 6 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 17, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> (B) <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> 8, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> Modifizierter <SEP> Fliessreibungstest
<tb> erste <SEP> Stunde <SEP> weitere <SEP> 3 <SEP> h <SEP> 4 <SEP> h <SEP> Gesamtzeit
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> (A)

   <SEP> 25, <SEP> 14 <SEP> 8, <SEP> 57 <SEP> 33, <SEP> 71 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> (B) <SEP> 9, <SEP> 71 <SEP> 1, <SEP> 71 <SEP> 11, <SEP> 42 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> (A) <SEP> 15, <SEP> 91 <SEP> 8, <SEP> 52 <SEP> 24, <SEP> 43 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> (B) <SEP> 10, <SEP> 00 <SEP> 2, <SEP> 22 <SEP> 12, <SEP> 22 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> (A) <SEP> 15, <SEP> 71 <SEP> 3, <SEP> 43 <SEP> 19, <SEP> 14 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> (B) <SEP> 4, <SEP> 67 <SEP> 2, <SEP> 66 <SEP> 7, <SEP> 33 <SEP> 
<tb> 
 Tabelle III 
 EMI9.2 
 
<tb> 
<tb> Vergleich <SEP> der <SEP> Kompressionsfestigkeit
<tb> Katalysator <SEP> Mittlerer <SEP> Druck
<tb> bei <SEP> Versagen <SEP> (kg)
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> (A) <SEP> 0, <SEP> 630 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> (B) <SEP> 36, <SEP> 135
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> (A) <SEP> 4,

   <SEP> 095 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> (B) <SEP> 22, <SEP> 365 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> (A) <SEP> 0,990
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> (B) <SEP> 13,860
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> (A) <SEP> L125
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> (B) <SEP> 34,020
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> (A) <SEP> 6,615
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> (B) <SEP> 23, <SEP> 670 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> (A) <SEP> 1,845
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> (B) <SEP> 35, <SEP> 460 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> (A) <SEP> 7, <SEP> 860 <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> (B) <SEP> 21, <SEP> 960 <SEP> 
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 Tabelle IV 
 EMI10.1 
 
<tb> 
<tb> Katalysator <SEP> Beschickung <SEP> Mol-Verhältnisse <SEP> Kontaktzeit <SEP> Reaktions- <SEP> Produkt-Umwandlung <SEP> Reaktor
<tb> Olefin <SEP> NH <SEP> Luft <SEP> HO <SEP> (sec) <SEP> temperatur
<tb> OC
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> (A)

   <SEP> Propylen <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 12 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> 469 <SEP> 50, <SEP> 7 <SEP> Acrylonitril <SEP> Mikro-Anlage <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> (B) <SEP> Propylen <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 12 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> 469 <SEP> 54, <SEP> 4 <SEP> Acrylonitril <SEP> Mikro-Anlage
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> (B) <SEP> Propylen <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 12 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> 469 <SEP> 75,6 <SEP> Acrylonitril <SEP> Mikro-Anlage
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> (B) <SEP> Isobuten <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 21 <SEP> - <SEP> 8 <SEP> 454 <SEP> 66,3 <SEP> Methacrylo- <SEP> Fliessbett
<tb> nitril
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> (B) <SEP> Propylen <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 8 <SEP> 4 <SEP> 3,5 <SEP> 454 <SEP> 64,1 <SEP> Acrolein <SEP> Fixes <SEP> Bett
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> (B) <SEP> Butn-1 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 6 <SEP> 454 <SEP> 82,1 <SEP> Butadien-1,

  3 <SEP> Fixes <SEP> Bett
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> (B) <SEP> Cis-buten-2 <SEP> l-10-6 <SEP> 454 <SEP> 57 <SEP> Butadien-1, <SEP> 3 <SEP> Fixes <SEP> Bett
<tb> 


Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung eines antimonhaltigen, verschleissfesten, festen Oxydationskatalysators, dadurch gekennzeichnet, dass man a) einen Oxydationskatalysator, bestehend aus einer Kombination eines oder mehrerer Antimonoxyde mit einem Oxyd oder Oxyden von Uran, Eisen, Mangan, Thorium, Cer, Molybdän und/oder Zinn, in einer oxydierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 540 bis 11000C aktiviert, b) den aktivierten Katalysator fein pulverisiert, c) den pulverisierten aktivierten Katalysator mit einem wässerigen Silicasol vermischt und d) anschliessend die resultierende Mischung trocknet und bei einer Temperatur von 400 bis 11000C wärmebehandelt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das atomare Verhältnis von Antimon zu der andern Metallkomponente im Katalysator 1 : 50 bis 99 : 1 beträgt, 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wässerige Silicasol 5-90 Gew.-% Siliciumdioxyd enthält. EMI11.1 liciumdioxyd enthält.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung des pulverisierten, aktivierten Katalysators und des wässerigen Silicasols vor der Trocknung und EMI11.2 schlämmung von pulverisiertem, aktiviertem Katalysator und wässerigem Silicasol vor der Wärmebehandlung in Stufe d) der Sprühtrocknung unterworfen wird.
AT407764A 1963-05-09 1964-05-08 Verfahren zur Herstellung eines antimonhältigen, verschleißfesten, festen Oxydationskatalysators AT253470B (de)

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