BE820825A - Procede de preparation de catalyseurs a base de phosphore-vanadium-oxygene et nouveaux produits ainsi obtenus pour lapreparation d'anhydride maleique - Google Patents

Procede de preparation de catalyseurs a base de phosphore-vanadium-oxygene et nouveaux produits ainsi obtenus pour lapreparation d'anhydride maleique

Info

Publication number
BE820825A
BE820825A BE2054005A BE149320A BE820825A BE 820825 A BE820825 A BE 820825A BE 2054005 A BE2054005 A BE 2054005A BE 149320 A BE149320 A BE 149320A BE 820825 A BE820825 A BE 820825A
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
vanadium
emi
phosphorus
catalysts
maleic anhydride
Prior art date
Application number
BE2054005A
Other languages
English (en)
Inventor
Ramon Albert Mount
Harold Raffelson
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to BE2054005A priority Critical patent/BE820825A/fr
Publication of BE820825A publication Critical patent/BE820825A/fr

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/186Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J27/195Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with vanadium, niobium or tantalum
    • B01J27/198Vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/215Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description


   <EMI ID=1.1> 

  
Harold (n.m.n.) Raffelson. 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
thèse chimique. Des quantités importantes d'anhydride maléique sont  produites chaque année pour satisfaire ces besoins. 

  
La technique antérieure décrit un certain nombre de catalyseurs utilisés pour la transformation de matières d'alimentation or-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
paration de catalyseurs à base de phosphore-vanadium-oxygène pour la transformation d'oléfines en anhydride maléique. Le vanadium dans ces

  
 <EMI ID=4.1> 

  
4,6 en utilisant un acide, tel que l'acide chlorhydrique ou l'acide oxalique., durant les étapes de préparation.

  
 <EMI ID=5.1> 

  
trôlées et en présence de catalyseurs à base de phosphore-vanadiumoxygène. Un procédé indiqué dans ce brevet pour préparer des catalyseurs consistait à faire réagir de l'acide phosphorique avec un composé de vanadium dans une solution aqueuse d'acide chlorhydrique, à récupérer les solides restants en faisant évaporer à sec la solution,

  
 <EMI ID=6.1>   <EMI ID=7.1> 

  
 <EMI ID=8.1> 

  
former des granulés. Les granulés étaient alors introduits dans un lit  fixe de catalyseur dans un réacteur expérimental à la température am-  biante et le réacteur était chauffé pendant 16 heures. Ensuite, on 

  
 <EMI ID=9.1> 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
tures au-dessus de 400[deg.]C, pour former de l'anhydride maléique. 

  
 <EMI ID=11.1> 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
bles concentrations de butane dans l'air, ces rendements n'étaient 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
températures en-dessous d'environ 500[deg.]C, on a indiqué que les rende-  ments en anhydride maléique étaient inférieurs à environ 20 % en poids._  D'autre part, les catalyseurs de la présente invention peuvent transformer le butane en anhydride maléique avec des rendements importants à des températures aussi faibles que 350[deg.]C. Puisqu'il est bien connu des personnes expérimentées dans la technique que les catalyseurs

  
plus actifs peuvent transformer les hydrocarbures en anhydride maléique à des températures opératoires inférieures, les rendements améliorés obtenus à ces températures opératoires inférieures en utilisant les présents catalyseurs montrent que les présents catalyseurs sont bien supérieurs à ces catalyseurs de la technique antérieure.

  
C'est un objet de la présente invention de fournir des catalyseurs améliorés à base de phosphore-vanadium-oxygène. C'est un

  
autre objet de prévoir un procédé de préparation de catalyseurs améliorés à base de phosphore-vanadium-oxygène, convenant à la transfor' nation d'hydrocarbures saturés en anhydride maléique. C'est un autre objet de prévoir des catalyseurs améliorés à base de phosphore-vanadium-oxygène, convenant particulièrement à la transformation de butane en anhydride maléique.

  
Ces objets et d'autres .objets sent atteints par le-procédé décrit ici pour fournir un catalyseur comprenant du phosphore, du vanadium et de l'oxygène, le rapport phosphore/vanadium étant dans la gamme d'environ 1 : 2 à, environ 2 : 1 et le catalyseur ayant une poro-

  
 <EMI ID=14.1> 

  
décrit ci-après, et où une quantité substantielle du vanadium est à l'état tétravalent. 

  
 <EMI ID=15.1> 

  
Dans les buts de la présente invention, l'expression "activité catalytique" signifie l'aptitude à transformer une matière d'alimentation particulière, telle que les butanes, à une température particulière, en d'autres composés. Le terme "sélectivité" signifie le rapport entre les moles d'anhydride maléique obtenues et les noies d'hydrocarbure ayant réagi. Le terme "rendement" signifie le rapport entre les moles d'anhydride maléique obtenues et les moles d'alimentation introduites dans la réaction. L'expression "vitesse spatiale"

  
 <EMI ID=16.1> 

  
que normale, divisé par le volume global de catalyseur, exprimé en centimètres cubes (em<3>), l'expression étant donc indiquée en

  
 <EMI ID=17.1> 

  
Les catalyseurs de la présente invention sont particulièrement utiles pour la transformation de butane en anhydride maléique.

  
 <EMI ID=18.1> 

  
seurs de la technique antérieure utilisés pour la fabrication d'anhydrides d'acides dicarboxyliques et les procédés par lesquels les présents catalyseurs sont préparés provoquent ces caractéristiques distinctives. Des détails de la préparation des catalyseurs, leurs caractéristiques distinctives et les moyens par lesquels ces caractéristiques peuvent être déterminées, et l'utilisation des présents catalyseurs pour transformer les hydrocarbures saturés en anhydride maléique, sont décrits ci-après.

  
. En gros, les catalyseurs de la présente invention sont préparés en mettant en contact les composés de vanadium et de phosphore dans des conditions qui fourniront une quantité substantielle de vanadium à l'état tétravalent pour former un précurseur catalytique, à récupérer les précurseurs catalytiques, à transformer les précurseurs catalytiques en structures à utiliser dans un réacteur à anhydride  maléique, et à calciner les précurseurs catalytiques à structure pour former les catalyseurs. 

  
Les composés de vanadium utiles comme source de vanadium dans les précurseurs catalytiques sont ceux connus dans la technique. 

  
 <EMI ID=19.1> 

  
dium tels que le pentoxyde de vanadium, le trioxyde de vanadium et analogues; des oxyhalogénures de vanadium, tels que le chlorure de  vanadyle, le dichlorure de vanadyle, le trichlorure de vanadyle, le   <EMI ID=20.1> 

  
bromure de vanadyle. le dibr omure de vanadyla, le tr ibr omur e de vana-  dyle et analogues; des acides contenant du vanadium, tels que l'acide  métavanadique, l'acide pyrovanadique, et analogues: des sels de vana-  dium, tels que le métavanadate d'ammonium, le sulfate de vanadium; le  phosphate de vanadium, le formiate de vanadyle, l'oxalate de vanadyle

  
et analogues. Cependant, le pentoxyde de vanadium est préféré.

  
Comme source de phosphore dans les précurseurs catalytiques, les composés de phosphore utiles sont également ceux connus dans la technique. Des composés de phosphore convenable comprennent des acides phosphoriques, tels que l'acide métaphosphorique, l'acide crtho-  phosphorique, l'acide triphosphorique, l'acide pyrophosphorique,

  
l'acide phosphoreux et analogues; des oxydes de phosphore tels que 

  
le pentoxyde de phosphore et analogues; des halogénures de phosphore  tels que l'oxyiodure de phosphore, le pentachlor&#65533;e de phosphore,  l'oxybromure de phosphore et analogues; et des composés organo-phos-  phorés tels que le phosphate d'éthyle, le phosphate de méthyle et analogues. Cependant, des acides phosphoriques, tels que l'acide orthophosphorique, et le pentoxyde de phosphore sont préférés.

  
 <EMI ID=21.1> 

  
vanadium est chauffé avec un composé de phosphore dans une solution acide pour dissoudre les matières de départ. Un réducteur est utilisé pour réduire tout vanadium pentavalent en vanadium tétravalent et pour maintenir le vanadium à l'état tétravalent. Comme cela est bien connu, des personnes expérimentées dans la technique, des solutions d'acide halogénh ydrique ou d'acide oxalique, qui sont des réducteurs modérés,
-peuvent servir non seulement comme acide mais aussi comme réducteur pour le vanadium pentavalent. L'acide chlorhydrique est préféré. La <EMI ID=22.1> 

  
vanadium est chauffée jusqu'à ce qu'on obtienne une solution bleue indiquant qu'une quantité substantielle, c'est-à-dire plus de 50 % en

  
 <EMI ID=23.1> 

  
soudre les composés de phosphore et de vanadium et pour réduire une  quantité substantielle du vanadium à l'état tétravalent afin de fermer  les précurseurs catalytiques varie d'une fournée à l'autre, selon les composés utilisés comme matières de départ et la température à la-  quelle les composés sont chauffés. Cependant, comme cela apparaîtra aux personnes expérimentées dans la technique, une partie de la solution peut être analysée pour s'assurer que la majeure partie du vanadium est à l'état tétravalent. 

  
 <EMI ID=24.1> 

  
rapport en atome phosphore/vanadium dans le catalyseur final. Lorsque  les précurseurs à base de phosphore-vanadium-oxygène contiennent un  rapport en atome phosphore/vanadium en dessous d'environ 1 : 2 ou au-  dessus d'environ 2 : 1, le rendement en anhydride maléique en utili-  sant les catalyseurs de la présente invention est si faible qu'il n'a  pas d'importance industrielle. On préfère que les précurseurs à base

  
de phosphore-vanadium-oxygène aient un rapport en atome phosphore/vanadium dans la gamme d'environ 1 : 1 à environ 1,5 : 1, et, de préférence,aient un rapport en atome phosphore/vanadium d'environ 1 : 1 à  environ 1,2 : 1, par exemple environ 1,1 : 1. 

  
Après que les composés de vanadium et de phosphore ont été  mélangés et que sensiblement tout le vanadium a été réduit à l'état  tétravalent, il est nécessaire de retirer la majeure partie de l'eau  afin de récupérer les précurseurs à base de phosphore-vanadium-oxygè-  ne. Des techniques pour récupérer les précurseurs à base de phosphore-

  
 <EMI ID=25.1> 

  
sonnes expérimentées dans la technique. " Les précurseurs peuvent être déposés sur un support, tel que de l'alumine ou de l'oxyde de titan,

  
à partir de la solution aqueuse, ou bien les précurseurs peuvent être séchés par chauffage modéré pour récupérer les précurseurs solides à  base de phosphore-vanadium-oxygène à partir de la solution.

  
Après que les précurseurs à base de phosphore-vanadium-oxygène ont été récupérés à partir de la solution, ils sont alors transformés en structures convenant à l'utilisation dans un réacteur anhydride maléique. Les techniques pour former des structures appropriées à partir des précurseurs pour l'utilisation dans un réacteur à lit fluidisé ou dans un réacteur du type à échangeur de chaleur à tubes fixes sont bien connues des personnes expérimentées dans la technique. Par exemple, les précurseurs peuvent être transformés en structures pour l'utilisation dans un réacteur à lit fluidisé, en déposant ces précurseurs à base de phosphore-vanadium- oxygène à partir d'une solution sur un support, tel que l'oxyde de titane ou l'alumine.

   A titre de variante, les précurseurs séchés peuvent être pulvérisés pour l'utilisation dans un réacteur à lit fluidisé. D'autre part, les précurseurs  <EMI ID=26.1> 

  
réacteurs à tubes fixes par granulation ou transformation en tablettes de ces précurseurs. 

  
Dans un exemple de réalisation préféré, la solution aqueuse contenant le précurseur à base de phosphore-vanadium-oxygène est évaporée jusqu'à un état sec apparent. Ensuite, on ajoute environ 10

  
 <EMI ID=27.1> 

  
te). A titre de variante, on retire seulement de la solution aqueuse

  
du précurseur à base de phosphore -vanadium- oxygène autant d'eau que cela est nécessaire pour former un mastic visqueux. La quantité d'eau dans le mastic n'est pas critique, pourvu qu'il y ait suffisamment d'eau pour permettre la transformation en une structure convenable, par exemple par extrusion ou transformation en boulettes, mais qu'il n'y ait pas tant d'eau que cela amène le mélange humide à s'affaisser après qu'il a été formé. Un mastic contenant moins d'environ 10 % en poids d'eau est difficile à extruder, alors qu'un mastic contenant plus d'en-

  
 <EMI ID=28.1> 

  
sa forme. Cependant, on doit noter que divers additifs, tels qu'un agent de gélification ou un lubrifiant, peuvent être ajoutés au mastic et ces additifs peuvent changer le rapport indiqué, comme cela apparaîtra aux personnes expérimentées dans la technique. Le mastic de précurseur et d'eau est alors transformé en structures par extrusion

  
 <EMI ID=29.1> 

  
sion de ce produit extrudé en boulettes ou en tablettes. A titre de

  
 <EMI ID=30.1> 

  
chage et ce dernier mode opératoire est préféré.

  
Dans le procédé de la présente invention, il est critique de calciner les précurseurs à base de phosphore-vanadium-oxygène après qu'ils ont été transformés en structures qui seront utilisées dans le réacteur à anhydride maléique. Après que les précurseurs

  
ont été transformés en structure comme on l'a décrit ci-dessus, ils. peuvent être calcinés sous une atmosphère inerte, telle que l'azote ou un gaz noble, à des températures d'environ 350[deg.]C à environ 600[deg.]C pendant au moins environ 2 heures, afin de transformer les précurseurs en catalyseurs de la présente invention. L'atmosphère inerte empêche l'oxydation excessive du vanadium tétravalent en vanadium pentavalent.

  
Cependant, pour les précurseurs &#65533;, base de phosphore-vanadium-oxygène ayant un rapport en atome phosphore/vanadium supérieur à  <EMI ID=31.1> 

  
me du vanadium aient été oxydés en vanadium pentavalent. Si plus d'environ 80 % du vanadium sont oxydés en vanadium pentavalent ceci étant ordinairement provoqué par une trop longue calcination ou par une cal-

  
 <EMI ID=32.1> 

  
seurs et le rendement en anhydride maléique diminuent fortement. D'autre part, l'oxydation de moins d'environ 20 % en atome du vanadium durant la calcination dans l'air ne semble pas être plus avantageuse qu'une calcination sous une atmosphère inerte. On a trouvé que la calcination à 500[deg.]C pendant environ 4 heures est généralement suffisante. Après que les précurseurs à base de phosphore-vanadium-oxygène ont été calcinés pour former des catalyseurs à base de phosphore-vanadiumoxygène de la présente invention, les catalyseurs peuvent être utilisés pour transformer un hydrocarbure saturé en anhydride maléique.

  
 <EMI ID=33.1> 

  
ble et, si c'est le cas, les catalyseurs peuvent être "conditionnés" comme cela apparaîtra aux personnes expérimentées dans la technique,  par passage de faibles concentrations d'hydrocarbure saturé dans l'air à de faibles vitesses spatiales à travers les catalyseurs, pendant une certaine période de temps avant que la production ne commence.

Analyse des catalyseurs

  
Après que les catalyseurs de la présente invention ont été utilisés pendant environ 16 heures pour transformer des hydrocarbures saturés en anhydride maléique, les catalyseurs présentent certaines  caractéristiques physiques et chimiques qui les distinguent des catalyseurs de la technique antérieure. Ces caractéristiques sont : 1)  l'état de valence du vanadium; 2) la porosité des catalyseurs; et 3) le spectre de diffraction des rayons X (diagramme de rayons X) du catalyseur.

  
Une quantité substantielle, c'est-à-dire supérieure à 50 % en atome, du vanadium dans les catalyseurs de la présente invention est à l'état tétravalent après que les catalyseurs ont été utilisés pour préparer de l'anhydride maléique pendant 16 heures à partir d'un  mélange d'environ 1,5 % en atome d'hydrocarbure saturé, tel que le 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
température d'environ 440[deg.]C. Quand les.catalyseurs contiennent moins  d'environ 50 % en atome de vanadium à l'état tétravalent, le cataly-   <EMI ID=35.1> 

  
Le pourcentage en atome de vanadium tétravalent (dans le vanadium total) est déterminé par le "test du vanadium tétravalent". Dans ce test, un échantillon du catalyseur est dissous dans de l'aci-

  
 <EMI ID=36.1> 

  
avec une solution normalisée de permanganate dans un premier titrage. Le vanadium pentavalent est alors réduit à l'état tétravalent par. addition de sulfite de sodium et le vanadium est titré dans la solution normalisée de permanganate dans un second titrage. Le pourcentage de vanadium tétravalent peut être calculé en divisant le nombre

  
de millilitres de solution normalisée de permanganate provenant du premier titrage par le nombre de millilitres de la solution normalisée de permanganate' provenant du second titrage, et en multipliant le

  
 <EMI ID=37.1> 

  
 <EMI ID=38.1> 

  
des interstices. du catalyseur et le volume de la sasse catalytique.

  
La porosité des catalyseurs fabriqués par le présent procédé est déterminée après qu'ils ont été utilisés pour préparer de l'anhydride maléique pendant 16 heures,, à partir d'un mélange d'environ 1,5 % en atome d'hydrocarbure saturé, à une vitesse spatiale

  
 <EMI ID=39.1> 

  
porosité est calculée à partir de mesures utilisant un pénétromètre

  
à mercure, par un procédé décrit ci-dessous, et ce procédé est désigné ci-après sous le nom de "test de porosité". Dans ce test, un échantillon de catalyseur pur, c'est-à-dire un catalyseur à base de phosphore-vanadium-oxygène en l'absence d'un support, d'un diluant inerte ou d'un produit de charge, est employé. L'échantillon de catalyseur est pesé, et le poids spécifique apparent (en g/cm&#65533;) est déterminé en mesurant le volume occupé par l'échantillon de catalyseur,

  
en utilisant le déplacement du mercure à la pression atmosphérique normale. Ensuite, le volume de pores (en est déterminé en mesurant la quantité de mercure qu'on amène de force dans les interstices de l'échantillon sous une pression de 1.050 kg/cm'. La porosité est alors calculée en obtenant le produit du poids spécifique apparent et du volume de pores des catalyseurs', tel que mesurée sous une  <EMI ID=40.1> 

  
oxygène ayant une porosité, telle que mesurée par le test de porosité décrit ci-dessus, inférieure à 35 % transformeront un hydrocarbure saturé, tel que du butane, en anhydride maléique à ?00[deg.]C-600[deg.]C, nais que le rendement est très faible. D'autre part, les catalyseurs ayant une porosité d'au moins 35 % transformeront un hydrocarbure saturé en

  
 <EMI ID=41.1> 

  
que des catalyseurs ayant une porosité de plus d'environ 65 % ne donnent  pas de rendements supérieurs à ceux dés catalyseurs ayant des porosités 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
ces vitesses spatiales supérieures tend à s'abaisser pour des cataly- 

  
 <EMI ID=43.1> 

  
 <EMI ID=44.1> 

  
On a également trouvé que les catalyseurs de la présente in-

  
 <EMI ID=45.1> 

  
;;éristique du catalyseur actif après qu'il a été utilisé pendant envi:l'on 16 heures pour transformer les hydrocarbures saturés en anhydride

  
 <EMI ID=46.1> 

  
prenant les suivants : 

  

 <EMI ID=47.1> 


  
 <EMI ID=48.1> 

  
Les catalyseurs de la présente invention sont utiles dans un grand nombre de réacteurs pour transformer les hydrocarbures saturés en anhydride maléique. Les réacteurs à lit fluidisé et les réac-

  
 <EMI ID=49.1> 

  
et les détails du fonctionnement de ces' réacteurs sont bien connus des personnes expérimentées dans la technique. La réaction pour transformer les hydrocarbures saturés en anhydride maléique exige seulement  <EMI ID=50.1> 

  
 <EMI ID=51.1> 

  
à travers les catalyseurs.4 des températures élevées. On fait passer

  
les hydrocarbures saturés à travers les catalyseurs à une concentra- 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
 <EMI ID=53.1> 

  
Dans l'exemple de réalisation préféré, des catalyseurs de la présente invention sont particulièrement utiles dans des réacteurs

  
 <EMI ID=54.1> 

  
teurs peuvent a voir des diamètres variant d'environ 6 mm à environ

  
 <EMI ID=55.1> 

  
mètres ou davantage. Il est souhaitable que les surfaces des réacteurs soient à une température relativement constante et un certain milieu pour retirer par conduction la chaleur des réacteurs est nécessaire afin d'aider le contrôle de température. Ces milieux peuvent être les

  
 <EMI ID=56.1> 

  
analogues, ou des bains de sels eutectiques. Un réacteur à bloc métallique, où le métal entourant le tube sert de masse réglant la température, peut être aussi utilisé. Le réacteur ou les tubes de réaction

  
 <EMI ID=57.1> 

  
verre et analogues.

  
L'anhydride maléique produit en utilisant les catalyseurs de la présente invention peut être récupéré par n'importe quel nombre de moyens bien connus des personnes expérimentées dans la technique. par exemple, l'anhydride maléique peut être récupéré par condensation directe ou par absorption dans des milieux convenables, avec séparation et purification ultérieures de l'anhydride.

  
La pression dans le réacteur n'est pas généralement critique; en conséquence, la pression réactionnelle peut être la pression atmosphérique, supérieure à la pression atmosphérique ou inférieure

  
à la pression atmosphérique, bien qu'on utilise ordinairement une pression supérieure à la pression atmosphérique.

  
Un grand nombre d'hydrocarbures saturés ayant 4 à 10 atomes de carbone peut être transformé en anhydride maléique en utilisant les catalyseurs de la présente invention. Il est seulement nécessaire que l'hydrocarbure ne contienne pas moins de quatre atomes de carbone dans une chaîne droite. par exemple, l'hydrocarbure saturé préféré 

  
est le butane, mais 1? -qui ne contient pas quatre atonies 

  
de carbone dans une chaîne droite, n'est pas satisfaisant pour la  transformation en anhydride maléique, bien que sa présence ne soit 

  
pas nuisible. En plus du butane, d'autres hydrocarbures saturés com-  pris dans le domaine de la présente invention comprennent les pentanes, les hexanes, les heptanes, les octanes, les nonanes, les déca-  nes, ou des mélanges de n'importe lequel de ces produits avec ou sans  butane. En plus des composés indiqués ci-dessus, des composés cycliques, tels que*le cyclopentane ou le cyclohexane, sont satisfaisants comme matières d'alimentation pour la transformation en anhydride maléi que. Egalement, les matières d'alimentation ne doivent pas nécessairement être complètement saturées mais peuvent être des hydrocarbures

  
de qualité technique contenant jusqu'à environ 25 % en poids d'hydrocarbures à insaturation oléfinique, ou d'autres fractions d'hydrocarbures.

  
Le produit principal provenant de l'oxydation des matières d'alimentation indiqué ci-dessus est l'anhydride maléique. On doit noter que de faibles quantités d'anhydride citraconique peuvent être aussi produites lorsque la matière d'alimentation est un hydrocarbure saturé contenant plus de 4 atomes de carbone.

  
La présente invention est en outre illustrée par les exemples suivants sans aucune limitation.

  
EXEMPLE 1

  
Cet exemple illustre les résultats obtenus en calcinant le catalyseur avant qu'il soit transformé en boulettes.

  
Un catalyseur à base de phosphore-vanadium- oxygène a été préparé en dissolvant du pentoxyde de vanadium dans de l'acide chlo-

  
 <EMI ID=58.1> 

  
phorique au mélange pour fournir un rapport phosphore/vanadium de 1,06 : 1. La solution a été chauffée dans des conditions de reflux, jusqu'à ce qu'elle devienne bleue. L'analyse d'une partie prélevée de 

  
 <EMI ID=59.1> 

  
en atome de vanadium-étaient à l'état tétravalent. Le précurseur résultant à base de phosphore-vanadium-oxygène a été récupéré par chauffage de la solution à sec. Ensuite, le précurseur a été chauffé jusqu'à une température d'environ 400[deg.]C pendant une période de 2 à 4

  
 <EMI ID=60.1>  

  
Le catalyseur a été alors broyé pour passer à travers un tamis dont 

  
 <EMI ID=61.1> 

  
en poids de graphite comme lubrifiant de transformation en boulettes,  le catalyseur broyé a été comprimé en tablettes d'un diamètre de

  
4,8 mm. 

  
Les tablettes ont été introduites dans un réacteur à tubes fixes, en verre,d'un diamètre interne de 2,5 cm, jusqu'à une profondeur d'environ 15 cm. Après 50 heures à environ 440[deg.]C, en utilisant une alimentation contenant 1,5 % de butane dans l'air à une vitesse

  
 <EMI ID=62.1> 

  
nu avec un rendement de 29 à 33 %. On croit que les résultats obtenus en utilisant ce réacteur sont bien en corrélation avec les résultats qui seraient obtenus dans un réacteur de production.

  
Ensuite, les échantillons de catalyseur ont été analysés par le test de la valence du vanadium, le test de porosité et le test de diffraction des rayons X décrits ci-dessus. La porosité du catalyseur fabriqué par le mode opératoire de cet exemple est d'environ 30 %. La quantité de vanadium tétravalent dans le vanadium total, telle que mesurée par le test de la valence du vanadium décrit

  
 <EMI ID=63.1> 

  
des rayons X par le test de diffraction des rayons X tel que décrit ci-dessus, en utilisant le rayonnement Ka de Cu dans un diffractomètre de rayons X dit General Electric Model 5, indiquait la présence d'un certain nombre de composés cristallins. Le cliché de diffrac-

  
 <EMI ID=64.1> 

  

 <EMI ID=65.1> 


  
 <EMI ID=66.1> 

  
Cet exemple illustre les résultats améliorés obtenus lorsqu'on utilise un catalyseur préparé par le mode opératoire de la présente invention.,   <EMI ID=67.1> 

  
 <EMI ID=68.1> 

  
a été évaporé, et le précurseur solide restant a été alors transformé  er. boue avec environ 20 % en poids d'eau pour former un mastic vis-

  
 <EMI ID=69.1> 

  
 <EMI ID=70.1> 

  
 <EMI ID=71.1> 

  
cylindres ont été laissés à sécher à l'air, ils ont été calcinés à

  
 <EMI ID=72.1> 

  
anhydride maléique comme dans l'exemple 1. Dans les mêmes conditions  que celles définies dans l'exemple 1, le rendement en anhydride maléique était 43 %.

  
Des échantillons du catalyseur fabriqué par le mode opéra-

  
 <EMI ID=73.1> 

  
dium, le test de porosité et le test de diffraction des rayons X dé-

  
 <EMI ID=74.1> 

  
tétravalent, tel que mesuré par le test de valence du vanadium. La porosités telle que mesurée par le test de porosité, était environ

  
 <EMI ID=75.1> 

  
tion des rayons X révélait que le catalyseur avait un cliché de rayons

  
 <EMI ID=76.1> 

  
 <EMI ID=77.1> 

  
trie Model 5, comme suit 

  

 <EMI ID=78.1> 


  
 <EMI ID=79.1> 

  
Les modes opératoires généraux de l'exemple 2 ont été répétés dans chacun des exemples suivants, sauf que les catalyseurs ont été utilisés pour remplir des tubes de convertisseurs, ayant une longueur de 60 cm, 1,2 m et 3,3 m, chacun ayant des diamètres de 2,5 cm. Dans tous les cas, les catalyseurs, après transformation du butane en anhydride maléique pendant au moins 16 heures en utilisant 1,5 % en mole de butane dans l'air à une vitesse spatiale d'environ 1.300  <EMI ID=80.1> 

  
vanadium dans le vanadium total, tel que déterminé par le test de vanadium tétravalent, et ont des clichés de rayons X caractéristiques du catalyseur de l'exemple 2. Dans le tableau suivant, la porosité, telle que mesurée par le test de porosité, est indiquée pour chaque exemple. Le rendement après 50 heures de fonctionnement, la longueur des tubes de convertisseur et le rapport en atome phosphore/ vanadium sont également indiqués :

  

 <EMI ID=81.1> 


  
Ainsi, on peut voir que l'on a trouvé des catalyseurs améliorés à base de phosphore-vanadium- oxygène et que ces catalyseurs fournissent une conversion améliorée des hydrocarbures saturés en anhydride maléique. En outre, la présente invention prévoit non seulement un procédé amélioré de préparation d'un catalyseur à base de phosphore-vanadium-oxygène, mais aussi un procédé de production d'anhydride maléique qui consiste à faire passer des hydrocarbures aliphatiques saturés, tels que le butane, à une température variant d'environ 350[deg.]C à 600[deg.]C, à travers un catalyseur à base de phosphore-vanadium-oxygène, préparé par un procédé consistant à faire réagir les composés de vanadium et de phosphore pour former un précurseur, à fabriquer un .mastic à partir du précurseur,

   à former une structure à partir du mastic et à calciner le précurseur à structure.

  
Comme techniques opératoires et de réalisations à titre de variantes, les catalyseurs peuvent être séchés, broyés, transformés en tablettes et puis calcinés pour produire des catalyseurs améliorés. En outre, on peut ajouter aux catalyseurs des additifs, d'autres métaux ou d'autres supports afin d'améliorer les rendements,

  
ou bien des additifs peuvent être ajoutés au mastic pour aider l'extrusion. 

  
 <EMI ID=82.1>   <EMI ID=83.1> 

  
conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques.

  
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à

  
 <EMI ID=84.1>  

  
 <EMI ID=85.1> 

  
du vanadium et de l'oxygène, le rapport en atome phosphore/vanadium étant dans la gamme d'environ 1 : 2 à environ 2 : 1 et le catalyseur

  
 <EMI ID=86.1> 

  
du vanadium étant à l'état tétravalent.

Claims (1)

  1. 2 - Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport en atome phosphore/vanadium est dans la gamme d'environ 1 : 1 à environ 1,5 : 1.
    3 - Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en <EMI ID=87.1>
    à 1,2 : 1.
    4 - Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en
    <EMI ID=88.1>
    <EMI ID=89.1>
    ce qu'il a un cliché de rayons X comprenant une distance d comme suit
    <EMI ID=90.1>
    6 - Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en
    ce que plus de 90 % en atome du vanadium sont du vanadium tétravalent.
    7 - Catalyseur selon la revendication 5, caractérisé en ce
    <EMI ID=91.1>
    le rapport en atome phosphore/vanadium est environ 1 : 1 à 1,2 : 1.
    8 - Procédé de préparation d'un catalyseur à base de phos-
    <EMI ID=92.1>
    en contact des composés de vanadium et de phosphore dans des conditions qui fourniront une quantité substantielle de vanadium à l'état tétravalent, pour former un précurseur catalytique;(b) à récupérer le précurseur catalytique; (c) à transformer ce précurseur en structure; et (d) à calciner les précurseurs catalytiques.
    9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le rapport en atome phosphore/vanadium est dans la gamme de 1 : 2 à 2 : 1. <EMI ID=93.1>
    <EMI ID=94.1>
    <EMI ID=95.1>
    11 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les précurseurs à structure, ayant un rapport en atome phosphore/vanadium inférieur à un, sont calcinés dans l'intervalle d'envi-
    <EMI ID=96.1>
    une atmosphère inerte.
    12 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les précurseurs à structure, ayant un rapport en atome phosphore/vanadium supérieur à un, sont calcinés jusqu'à ce qu'environ 20 à environ 80 % en atome de vanadium soient oxydés en vanadium pentavalent..
    <EMI ID=97.1>
    lisant le catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce
    <EMI ID=98.1>
    par le test de porosité.
    14 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce
    <EMI ID=99.1>
    15 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'hydrocarbure est du n-butane.
    16 - A titre de produit industriel nouveau, anhydride maléique préparé par le procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15.
BE2054005A 1973-02-07 1974-10-08 Procede de preparation de catalyseurs a base de phosphore-vanadium-oxygene et nouveaux produits ainsi obtenus pour lapreparation d'anhydride maleique BE820825A (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2054005A BE820825A (fr) 1973-02-07 1974-10-08 Procede de preparation de catalyseurs a base de phosphore-vanadium-oxygene et nouveaux produits ainsi obtenus pour lapreparation d'anhydride maleique

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05330354 USB330354I5 (fr) 1973-02-07 1973-02-07
BE2054005A BE820825A (fr) 1973-02-07 1974-10-08 Procede de preparation de catalyseurs a base de phosphore-vanadium-oxygene et nouveaux produits ainsi obtenus pour lapreparation d'anhydride maleique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE820825A true BE820825A (fr) 1975-04-08

Family

ID=23289392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2054005A BE820825A (fr) 1973-02-07 1974-10-08 Procede de preparation de catalyseurs a base de phosphore-vanadium-oxygene et nouveaux produits ainsi obtenus pour lapreparation d'anhydride maleique

Country Status (8)

Country Link
US (1) USB330354I5 (fr)
JP (1) JPS5143392A (fr)
BE (1) BE820825A (fr)
CA (1) CA1042449A (fr)
DE (1) DE2446701C3 (fr)
FR (1) FR2286825A1 (fr)
GB (1) GB1440149A (fr)
IT (1) IT1022670B (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2355563A1 (fr) * 1976-06-21 1978-01-20 Monsanto Co Procede de preparation de catalyseurs au phosphore-vanadium-oxygene en formant des precurseurs et nouveaux produits ainsi obtenus

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4064070A (en) 1974-12-23 1977-12-20 Chevron Research Company Catalyst for producing maleic anhydride
CH598863A5 (fr) 1975-01-10 1978-05-12 Lonza Ag
CH619870A5 (fr) * 1976-05-21 1980-10-31 Lonza Ag
US4337174A (en) 1976-06-21 1982-06-29 Monsanto Company Method for preparing a catalyst and intermediate formed thereby
US4092269A (en) 1976-10-15 1978-05-30 Monsanto Company Phosphorus-vanadium-oxygen catalysts having a specific pore volume
GB1591307A (en) * 1976-11-11 1981-06-17 Ici Ltd Production of maleic anhydride and catalysts therefor
US4179404A (en) 1976-12-15 1979-12-18 Denka Chemical Corporation Catalyst preparative method
CA1140912A (fr) * 1979-07-30 1983-02-08 Ramon A. Mount Methode de preparation de catalyseurs a base de phosphore-vanadium-oxygene
CA1135248A (fr) * 1979-10-26 1982-11-09 Ramon A. Mount Obtention et emploi de catalyseurs phosphore-vanadium-oxygene pour l'obtention d'anhydride maleique
US4359405A (en) * 1980-12-22 1982-11-16 Monsanto Company Solvent conditioning of phosphorus-vanadium-oxygen catalysts
EP0056528A3 (fr) * 1981-01-02 1983-01-05 Monsanto Company Intermédiaire de catalyseur, catalyseur préparé avec celui-ci et méthode de préparation de l'anhydride maléique
US4371702A (en) 1982-02-16 1983-02-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Vapor phase oxidation of n-butane to maleic anhydride
US4442226A (en) 1982-02-16 1984-04-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Catalyst for vapor phase oxidation of n-butane to maleic anhydride
US5021588A (en) 1985-01-18 1991-06-04 E.I. Du Pont De Nemours And Company Vapor phase catalytic oxidation of butane to maleic anhydride
US4668802A (en) 1985-01-18 1987-05-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Improved vapor phase catalytic oxidation of butane to maleic anhydride

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2773836A (en) * 1952-12-01 1956-12-11 Standard Oil Co Oxide-promoted titanium-phosphorus catalyst
US3156707A (en) * 1962-05-17 1964-11-10 Petro Tex Chem Corp Oxidation of aliphatic hydrocarbons
US3293268A (en) * 1964-03-23 1966-12-20 Princeton Chemical Res Inc Production of maleic anhydride by oxidation of n-butane
BE791770A (fr) * 1971-11-22 1973-05-22 Chevron Res Catalyseurs d'oxydation a l'oxyde de vanadium et de phosphore
US4017521A (en) * 1972-06-19 1977-04-12 Chevron Research Company Process for the manufacture of maleic anhydride using high surface area catalyst

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2355563A1 (fr) * 1976-06-21 1978-01-20 Monsanto Co Procede de preparation de catalyseurs au phosphore-vanadium-oxygene en formant des precurseurs et nouveaux produits ainsi obtenus

Also Published As

Publication number Publication date
GB1440149A (en) 1976-06-23
CA1042449A (fr) 1978-11-14
FR2286825A1 (fr) 1976-04-30
JPS5143392A (en) 1976-04-14
IT1022670B (it) 1978-04-20
DE2446701C3 (de) 1978-10-05
DE2446701A1 (de) 1976-04-08
USB330354I5 (fr) 1975-01-28
DE2446701B2 (de) 1977-12-08
FR2286825B1 (fr) 1978-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE820825A (fr) Procede de preparation de catalyseurs a base de phosphore-vanadium-oxygene et nouveaux produits ainsi obtenus pour lapreparation d&#39;anhydride maleique
US3977998A (en) Process for preparing phosphorus-vanadium-oxygen catalysts
US4092269A (en) Phosphorus-vanadium-oxygen catalysts having a specific pore volume
US3985775A (en) Vanadium-phosphorus oxide oxidation of N-butane to maleic anhydride
US4111963A (en) Method for preparing maleic anhydride
SE442747B (sv) Katalysator for oxidation av butan for framstellning av maleinsyraanhydrid samt anvendning av katalysatorn vid framstellning av maleinsyraanhydrid
JPH06509018A (ja) バナジウム/燐混合酸化物触媒前駆物質を無水マレイン酸を製造するための活性触媒へ転化する方法
US5191116A (en) Process for the preparation of methacrylic acid and methacrolein
JPH0298B2 (fr)
KR100891085B1 (ko) 메타크릴산의 제조에 유용한 촉매
KR100525629B1 (ko) 인/바나듐 촉매 제조 방법
US4728630A (en) Rhodium on carbon catalyst
US4845241A (en) Process for the manufacture of maleic
US4092332A (en) Process for manufacturing maleic anhydride
BE1008103A3 (fr) Procede de preparation de catalyseurs au vanadium et phosphore et leur utilisation pour la production d&#39;anhydride maleique.
US4957894A (en) Process for manufacture of maleic anhydride catalysts
FR2496493A1 (fr) Procede de preparation de catalyseurs complexes au phosphore-vanadium-oxygene, avec mise en contact des precurseurs catalytiques avec un solvant non aqueux
FR2699428A1 (fr) Catalyseurs à base de vanadium pour la production de l&#39;anhydride maléique par oxydation du butane.
CA2035239A1 (fr) Catalyseurs pour la preparation d&#39;anhydride maleique, et procede de fabrication
JPH0213652B2 (fr)
US4412940A (en) Method for preparing maleic anhydride catalyst
US4304723A (en) Process for manufacturing maleic anhydride
US4433167A (en) Process for the manufacture of methacrylic or acrylic acid
EP0056902B1 (fr) Préparation de catalyseurs pour lits fluidisés contenant des oxydes mixtes de vanadium et de phosphore
US5093298A (en) Maleic anhydride catalysts

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: MONSANTO CY

Effective date: 19871031