CH615900A5 - Process for the preparation of acrylic acid and methacrylic acid from the corresponding aldehydes - Google Patents

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Description

615 900 615 900

2 2nd

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

1. Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure oder Meth-acrylsäure aus Acrolein oder Methacrolein und molekularem Sauerstoff bei einer Temperatur von 200 bis 600° C in Gegenwart eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Katalysator verwendet, der im wesentlichen Wolfram, Phosphor, Vanadin, Molybdän und Sauerstoff enthält und der Formel 1. A process for the preparation of acrylic acid or methacrylic acid from acrolein or methacrolein and molecular oxygen at a temperature of 200 to 600 ° C in the presence of a catalyst, characterized in that a catalyst is used which essentially comprises tungsten, phosphorus, vanadium, Contains molybdenum and oxygen and the formula

WaPbVcMo12Ox entspricht, worin a und c 0,1 bis 12, b eine positive Zahl von weniger als 6 und x die Anzahl der Sauerstoffatome bedeuten, die durch die Wertigkeiten der anderen Elemente benötigt werden. WaPbVcMo12Ox, where a and c 0.1 to 12, b is a positive number less than 6 and x is the number of oxygen atoms required by the valences of the other elements.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in Gegenwart von Wasserdampf stattfindet. 2. The method according to claim 1, characterized in that the reaction takes place in the presence of water vapor.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass b eine Zahl von 0,5 bis 3 bedeutet. 3. The method according to claim 1, characterized in that b is a number from 0.5 to 3.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator zusätzlich Antimon in einer molaren Menge von 0,1 bis 6 enthält. 4. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst additionally contains antimony in a molar amount of 0.1 to 6.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Acrylsäure herstellt. 5. The method according to claim 1, characterized in that one produces acrylic acid.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Methacrylsäure herstellt. 6. The method according to claim 1, characterized in that one produces methacrylic acid.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator zusätzlich ein oder mehrere der Elemente Zinn, Antimon, Arsen, Kupfer, Cer, Bor, Chrom, Eisen, Nickel, Kobalt, Uran, Mangan, Silber, Rubidium, Rhodium, Cadmium, Wismuth, Indium, Zink oder Lanthan enthält. 7. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst additionally one or more of the elements tin, antimony, arsenic, copper, cerium, boron, chromium, iron, nickel, cobalt, uranium, manganese, silver, rubidium, rhodium, cadmium , Bismuth, indium, zinc or lanthanum.

Zur Oxydation ungesättigter Aldehyde zu den entsprechenden Säuren sind zahlreiche Katalysatoren bekannt, siehe zum Beispiel die US-PS 3 567 773. Obgleich in den meisten Fällen behauptet wird, dass die Katalysatoren auch zur Oxydation von Methacrolein zur Methacrylsäure brauchbar sind, wurde gefunden, dass die Ausbeuten an Methacrylsäure niedrig sind und man zu deren Herstellung besondere Katalysatoren benötigt. Numerous catalysts are known for the oxidation of unsaturated aldehydes to the corresponding acids, see for example US Pat. No. 3,567,773. Although it is claimed in most cases that the catalysts are also useful for the oxidation of methacrolein to methacrylic acid, it has been found that the Yields of methacrylic acid are low and special catalysts are required for their production.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure oder Methacrylsäure gefunden, bei welchem man Acrolein oder Methacrolein mit molekularem Sauerstoff bei einer Temperatur von 200 bis 600° C in Gegenwart eines Katalysators, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasserdampf, umsetzt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen Katalysator verwendet, welcher im wesentlichen Wolfram, Phosphor, Vanadin, Molybdän und Sauerstoff enthält und der Formel A process has now been found for the production of acrylic acid or methacrylic acid, in which acrolein or methacrolein is reacted with molecular oxygen at a temperature of 200 to 600 ° C. in the presence of a catalyst, if appropriate in the presence of steam. The process is characterized in that a catalyst is used which essentially contains tungsten, phosphorus, vanadium, molybdenum and oxygen and the formula

WaPbVcMo12Ox entspricht, worin a und c 0,1 bis 12, b eine ganze Zahl von weniger als 6 und x die Anzahl der Sauerstoffatome bedeuten, die sich aus der Wertigkeit der anderen Elemente ergibt. Der Katalysator kann gegebenenfalls zusätzlich noch eines oder mehrere der Elemente Zinn, Antimon, Arsen, Kupfer, Cer, Bor, Chrom, Eisen, Nickel, Kobalt, Uran, Mangan, Silber, Rubidium, Rhodium, Cadmium, Wismuth, Strontium, Indium, Zink oder Lanthan enthalten. Die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten Katalysatoren liefern insbesondere bei einmaligem Durchgang hohe Ausbeuten an Methacrylsäure und sich unter den erforderlichen Betriebsbedingungen sehr beständig. WaPbVcMo12Ox corresponds, where a and c 0.1 to 12, b is an integer less than 6 and x is the number of oxygen atoms, which results from the valence of the other elements. The catalyst can optionally additionally contain one or more of the elements tin, antimony, arsenic, copper, cerium, boron, chromium, iron, nickel, cobalt, uranium, manganese, silver, rubidium, rhodium, cadmium, bismuth, strontium, indium, zinc or contain lanthanum. The catalysts used in the process according to the invention provide high yields of methacrylic acid, in particular in a single pass, and are very stable under the required operating conditions.

Das wesentliche Merkmal des vorliegenden erfindungsgemässen Verfahrens ist der Katalysator. Dieser Katalysator wird hier im bekannten Verfahren zur Herstellung ungesättigter Säuren aus den entsprechenden Aldehyden eingesetzt. Man kann einen beliebigen, obiger Formel entsprechenden Katalysator verwenden. Der Katalysator kann nach verschiedenen Verfahren hergestellt sein, die gemäss Stand der Technik allgemein bekannt sind und in der vorliegenden Beschreibung näher erläutert werden. The essential feature of the present inventive method is the catalyst. This catalyst is used here in the known process for the production of unsaturated acids from the corresponding aldehydes. Any catalyst corresponding to the above formula can be used. The catalyst can be produced by various processes which are generally known in the prior art and are explained in more detail in the present description.

Bei der Herstellung der Katalysatoren werden z. B. die verschiedenen Katalysatorelemente vereinigt, und das Endprodukt wird gewöhnlich bei einer Temperatur von 100 bis 150° C getrocknet. Bei einigen Methoden empfiehlt sich das Calci-nieren des Katalysators bei einer erhöhten Temperatur von 300 bis 600° C, jedoch ist eine derartige Calcinierung gewöhnlich nicht erforderlich. Zur Vereinigung der Elemente des Katalysators sind zahlreiche Methoden bekannt. Die Oxide der Elemente können als Aufschlämmung calciniert werden, und die resultierende Aufschlämmung wird am Rück-fluss gekocht und schliesslich eingedampft, wobei man den Katalysator erhält. Bei bevorzugten Herstellverfahren wird eine Lösung einer löslichen Molybdän-, Wolfram- und Vanadinverbindung am Riickfluss gekocht, dann wird eine Phosphorverbindung zugesetzt. Die bevorzugten Herstellweisen sind diejenigen, die in den nachfolgenden speziellen Ausfiih-rungsformen zu den besten Ergebnissen führen. In the preparation of the catalysts, for. B. the various catalyst elements combined, and the final product is usually dried at a temperature of 100 to 150 ° C. For some methods, calcining the catalyst at an elevated temperature of 300 to 600 ° C is recommended, but such calcination is usually not necessary. Numerous methods are known for combining the elements of the catalyst. The oxides of the elements can be calcined as a slurry and the resulting slurry is refluxed and finally evaporated to give the catalyst. In preferred manufacturing processes, a solution of a soluble molybdenum, tungsten and vanadium compound is refluxed, then a phosphorus compound is added. The preferred methods of preparation are those which lead to the best results in the following special embodiments.

Für die Katalysatoren der obigen Formel gelten bevorzugte Mengenbereiche. So bevorzugt man Katalysatoren, die Phosphor im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 3 enthalten, das heisst Katalysatoren, worin b 0,5 bis 3 bedeutet. Ferner bevorzugt man solche Katalysatoren, die mindestens eines der Elemente Kupfer, Zinn, Antimon, Arsen, Cer, Bor, Chrom, Eisen, Nickel, Kobalt, Uran, Mangan, Silber oder Rubidium enthalten. Von besonderer Bedeutung sind Katalysatoren, die Antimon in einer Menge von 0,1 bis 6 laut obiger Formel enthalten. Preferred quantitative ranges apply to the catalysts of the above formula. Thus, preference is given to catalysts which contain phosphorus in the range from about 0.5 to about 3, that is to say catalysts in which b is 0.5 to 3. Furthermore, preference is given to those catalysts which contain at least one of the elements copper, tin, antimony, arsenic, cerium, boron, chromium, iron, nickel, cobalt, uranium, manganese, silver or rubidium. Of particular importance are catalysts which contain antimony in an amount of 0.1 to 6 according to the above formula.

Der im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzte Katalysator kann als reiner Wirkstoff oder physikalisch gebunden mit einem Träger verwendet werden. Zahlreiche geeignete Träger sind bekannt. Es wurde gefunden, dass Kieselsäure, Zirkonoxid, Diatomeenerde, Titanoxid und Aluminiumoxid im allgemeinen die Aktivität des Katalysators erhalten, während Silicagel und Tonerdegel die Neigung zeigen, die Wirksamkeit des Katalysators zu mindern. Die genannten Katalysatoren können mit oder ohne Träger verwendet werden. The catalyst used in the process according to the invention can be used as a pure active ingredient or physically bound to a carrier. Numerous suitable carriers are known. It has been found that silica, zirconium oxide, diatomaceous earth, titanium oxide and aluminum oxide generally maintain the activity of the catalyst, while silica gel and alumina gels tend to reduce the effectiveness of the catalyst. The catalysts mentioned can be used with or without a support.

Die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten Katalysatoren können auch als Beschichtung auf einem massiven inerten Träger vorliegen. Ein entsprechendes Beschichtungs-verfahren zeigen die Beispiele 8 bis 14. Bei diesem Verfahren wird z. B. ein poröser massiver Träger mit Wasser derart benetzt, dass kein Wasser auf der Oberfläche zurückbleibt, dann wird ein Pulver des Katalysatormaterials mit dem Träger in Berührung gebracht, während dieser in einem Behälter, wie zum Beispiel einer einfachen Glasflasche, rotiert wird. Beschichtete Katalysatoren erwiesen sich besonders wirksam hinsichtlich der Steuerung der Reaktionstemperatur. The catalysts used in the process according to the invention can also be present as a coating on a solid inert support. Examples 8 to 14 show a corresponding coating process. For example, when a porous solid support is wetted with water so that no water remains on the surface, a powder of the catalyst material is brought into contact with the support while rotating it in a container such as a simple glass bottle. Coated catalysts have been found to be particularly effective in controlling the reaction temperature.

Wie bereits erwähnt, ist das erfindungsgemässe Verfahren zur Oxydation eines ungesättigten Aldehyds zur entsprechenden ungesättigten Säure an sich bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Beschickung aus ungesättigtem Aldehyd mit molekularem Sauerstoff über den Katalysator geleitet. Die Beschickung kann auch ein Verdünnungsmittel, gewöhnlich Wasserdampf, enthalten. Das Verhältnis der Reaktionsteilnehmer in der Beschickung kann innerhalb breiter Grenzen schwanken. Gewöhnlich liegen 0,2 bis 4 Mol molekularer Sauerstoff pro Mol ungesättigtem Aldehyd vor. Auch die Menge an Verdünnungsmittel kann stark schwanken, sie liegt jedoch gewöhnlich im Bereich von 1 bis 10 Mol Verdünnungsmittel pro Mol ungesättigtem Aldehyd. As already mentioned, the process according to the invention for the oxidation of an unsaturated aldehyde to the corresponding unsaturated acid is known per se. In this process, a feed of unsaturated aldehyde with molecular oxygen is passed over the catalyst. The feed may also contain a diluent, usually water vapor. The ratio of the reactants in the feed can vary within wide limits. There are usually 0.2 to 4 moles of molecular oxygen per mole of unsaturated aldehyde. The amount of diluent can vary widely, but is usually in the range of 1 to 10 moles of diluent per mole of unsaturated aldehyde.

Wie bereits erwähnt, wird die Reaktion bei einer Reaktionstemperatur von 200 bis 600° C durchgeführt, wobei As already mentioned, the reaction is carried out at a reaction temperature of 200 to 600 ° C, wherein

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

615 900 615 900

Temperaturen von 300 bis 400° C besonders interessant sind. Die Umsetzung kann bei Unterdruck, Überdruck oder Normaldruck erfolgen und die Kontaktzeiten liegen vorzugsweise zwischen dem Bruchteil einer Sekunde und 10 Sekunden oder mehr. Die Umsetzung kann in einer Wirbelschicht oder, üblicher, in einem Festbettreaktor durchgeführt werden. Temperatures of 300 to 400 ° C are particularly interesting. The reaction can take place under negative pressure, positive pressure or normal pressure and the contact times are preferably between a fraction of a second and 10 seconds or more. The reaction can be carried out in a fluidized bed or, more usually, in a fixed bed reactor.

Wie bereits gesagt, bezieht sich das erfindungsgemässe Verfahren auf die Herstellung von Acrylsäure oder Methacrylsäure aus dem entsprechenden ungesättigten Aldehyd. Besondere Bedeutung geniesst das Verfahren bei der Herstellung von Methacrylsäure aus Methacrolein aufgrund der sehr hohen Ausbeuten, die man erzielt, und der geringen Menge an Nebenprodukten. As already said, the process according to the invention relates to the production of acrylic acid or methacrylic acid from the corresponding unsaturated aldehyde. The process is particularly important in the production of methacrylic acid from methacrolein because of the very high yields that are achieved and the small amount of by-products.

Beispiele 1 bis 7 Herstellung von Methacrylsäure aus Methacrolein Verschiedene erfindungsgemässe Katalysatoren werden wie nachstehend beschrieben zubereitet und bei der Oxydation von Methacrolein zu Methacrylsäure getestet. Examples 1 to 7 Preparation of Methacrylic Acid from Methacrolein Various catalysts according to the invention are prepared as described below and tested in the oxidation of methacrolein to methacrylic acid.

Beispiele 1 und 2 W0.8Pi.3V2Mo12Ox - eine 86,2 g Mo03, 7,7 g 85% H3P04, 7,5 g V203 und 10,8 g Ammonium-para-wolframat enthaltende wässrige Aufschlämmung wurde hergestellt und über Nacht am Rückfluss gekocht, eingedunstet und bei 120° C über Nacht getrocknet. Examples 1 and 2 W0.8Pi.3V2Mo12Ox - an aqueous slurry containing 86.2 g Mo03, 7.7 g 85% H3P04, 7.5 g V203 and 10.8 g ammonium para-tungstate was prepared and refluxed overnight cooked, evaporated and dried at 120 ° C overnight.

Beispiele 3 und 4: Examples 3 and 4:

W3P],sV3Moi2Ox — zunächst wird eine wässrige Lösung aus 11,5 g 85% H3P04, 141,2 g (NH4)6Mo7024 • 4H20 und 53,9 g (NH4)6W7024 • 2H20 in 1500 ml Wasser zubereitet. Zu dieser Lösung werden 23,4 g NH4V03 zugesetzt. Die resultierende Aufschlämmung ist tiefrot und wird beim weiteren Erhitzen orangefarben. Das resultierende Gemisch wird eingedunstet und bei 120° C über Nacht getrocknet. W3P], sV3Moi2Ox - first an aqueous solution of 11.5 g 85% H3P04, 141.2 g (NH4) 6Mo7024 • 4H20 and 53.9 g (NH4) 6W7024 • 2H20 is prepared in 1500 ml water. 23.4 g of NH4V03 are added to this solution. The resulting slurry is deep red and turns orange when heated further. The resulting mixture is evaporated and dried at 120 ° C. overnight.

Beispiel 5 Example 5

Wi.2PV3Mo12Ox —Aus 17,6 gNH4V03 wird in 1 Liter Wasser eine Lösung hergestellt. Zu dieser Lösung werden 105,7 g Wi.2PV3Mo12Ox —A solution of 17.6 gNH4V03 is made in 1 liter of water. 105.7 g are added to this solution

25 25th

(NH4)6Mo7024-4H20 zugegeben und das Gemisch wird unter Rühren erhitzt, bis der Feststoff gelöst ist. Zur resultierenden Lösung werden 5,76 g 85% H3P04 zugesetzt, worauf die Lösung sich rot verfärbt. Dieses Gemisch wird mit 16,2 g Ammonium-para-wolframat versetzt, worauf sämtliche Feststoffe scheinbar gelöst sind. Das Gemisch wird zur Trockene eingeengt und der resultierende Feststoff wird bei 110° C über Nacht getrocknet. Er wird so vermählen, dass er ein Sieb von 0,84 mm Maschenweite passiert, und der gesiebte Feststoff wird 2 Std. auf 430° C erhitzt. (NH4) 6Mo7024-4H20 added and the mixture is heated with stirring until the solid is dissolved. 5.76 g of 85% H3P04 are added to the resulting solution, whereupon the solution turns red. This mixture is mixed with 16.2 g of ammonium para-tungstate, whereupon all the solids appear to be dissolved. The mixture is evaporated to dryness and the resulting solid is dried at 110 ° C. overnight. It is ground so that it passes through a sieve with a mesh size of 0.84 mm, and the sieved solid is heated to 430 ° C. for 2 hours.

Beispiel 6 Example 6

Wi,2P2V3Mo12Ox — Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, wobei jedoch statt 5,76 g 85%iger Phosphorsäure 11,52 g 85 % H3P04 zugegeben werden. Wi, 2P2V3Mo12Ox - The procedure of Example 5 is repeated, except that 11.52 g of 85% H3P04 are added instead of 5.76 g of 85% phosphoric acid.

Beispiel 7 Example 7

Wi,2P3V3Mo12Ox - Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, wobei jedoch anstelle von 5,76 g 85%iger Phosphorsäure 17,30 g 85% H3P04 zugegeben werden. Wi, 2P3V3Mo12Ox - The procedure of Example 5 is repeated, but instead of 5.76 g of 85% phosphoric acid, 17.30 g of 85% H3P04 are added.

Aus einem nichtrostenden Stahlrohr von 1 cm Innendurchmesser wird ein Reaktor mit einer Reaktionszone von 20 cm3 gebaut. Ein Gemisch aus Methacrolein, Luft und Wasserdampf im Verhältnis 1:6,3:5,2 wird bei der in folgender Tabelle angegebenen Temperatur über den Katalysator geleitet. Die Zusammensetzungen der Katalysatoren und die mit diesen Katalysatoren erzielten Ergebnisse sind ebenfalls aus Tabelle 1 ersichtlich. Die Ergebnisse berechnen sich wie folgt: A reactor with a reaction zone of 20 cm3 is built from a stainless steel tube with an inside diameter of 1 cm. A mixture of methacrolein, air and water vapor in a ratio of 1: 6.3: 5.2 is passed over the catalyst at the temperature given in the table below. The compositions of the catalysts and the results obtained with these catalysts are also shown in Table 1. The results are calculated as follows:

30 % Ausbeute bei einfachem Durchgang 30% yield with one pass

35 35

% Umwandlung = % Conversion =

% Selektivität = % Selectivity =

Mol entstandenes Produkt x 100 Mol zugeführtes Methacrolein Mol of product formed x 100 mol of methacrolein added

Mol umgesetztes Methacrolein x 100 Mol zugeführtes Methacrolein Moles of converted methacrolein x 100 moles of methacrolein added

Mol entstandene Methacrylsäure X 100 Mol umgesetztes Methacrolein Mol of methacrylic acid formed X 100 mol of converted methacrolein

Tabelle 1 Table 1

Oxydation von Methacrolein zu Methacrylsäure mit WPVMo enthaltenden Katalysatoren Oxidation of methacrolein to methacrylic acid with WPVMo containing catalysts

Beispiel Katalysatoren Reaktions- Kontakt- Ergebnisse % Example catalysts reaction contact results%

temperatur zeit Ausbeute temperature time yield

°C Sek. Methacryl- Acrylsäure Um- Selektivität säure Wandlung ° C sec. Methacrylic-acrylic acid selectivity acid conversion

1 1

Wo.« P i.3V2Mo]2Ox Where. «P i.3V2Mo] 2Ox

385 385

4,6 4.6

12,7 12.7

14,6 14.6

70,6 70.6

18,0 18.0

2 2nd

W0.8P,jV2MO12OX W0.8P, jV2MO12OX

355 355

4,8 4.8

29,9 29.9

0,0 0.0

65,9 65.9

45,4 45.4

3 3rd

W3P,.5V3MOI2OX W3P, .5V3MOI2OX

365 365

4,8 4.8

53,2 53.2

2,5 2.5

82,9 82.9

64,2 64.2

4 4th

W3P,,5V3MoI2Ox W3P ,, 5V3MoI2Ox

335 335

5,0 5.0

53,4 53.4

2,6 2.6

75,3 75.3

70,9 70.9

5 5

W,JPV3Mo12OX W, JPV3Mo12OX

355 355

4,8 4.8

17,1 17.1

2,1 2.1

48,4 48.4

35,3 35.3

6 6

W1i2P2V3MO12Ox W1i2P2V3MO12Ox

385 385

4,5 4.5

26,9 26.9

3,7 3.7

70,0 70.0

38,4 38.4

7 7

W,,2P3M3MO12OX W ,, 2P3M3MO12OX

355 355

4,7 4.7

27,2 27.2

4,0 4.0

60,3 60.3

45,1 45.1

Beispiele 8 bis 14 Auf einem Träger befindliches aktives Katalysatormaterial. Ein aktives katalytisches Material der Formel W3P2V2Mo12Ox 60 wurde hergestellt durch Lösen von 706,26 g (NH4)6Mo7024 -4H20, 280,91 g (NH4)6W4024 • 8H20 und 78,00 g NH4V03 in 3 1 siedendem destilliertem Wasser. Nach 3 Std. wurde mit dem Kochen aufgehört und noch über ein Wochenende gerührt. Zur resultierenden Lösung wurden 65 Examples 8 to 14 Supported active catalyst material. An active catalytic material of the formula W3P2V2Mo12Ox 60 was prepared by dissolving 706.26 g (NH4) 6Mo7024 -4H20, 280.91 g (NH4) 6W4024 • 8H20 and 78.00 g NH4V03 in 3 l boiling distilled water. Cooking was stopped after 3 hours and stirring continued for a weekend. The resulting solution was 65

76,86 g 85% H3P04 zugegeben und das Gemisch wurde eingekocht, der Feststoff wurde bei 110° C getrocknet und bei 415° C l Std. lang calciniert. 76.86 g of 85% H3P04 were added and the mixture was boiled down, the solid was dried at 110 ° C. and calcined at 415 ° C. for 1 hour.

Dieses aktive Katalysatorpulver wurde auf Alundum-Teilchen (Handelsbezeichnung «Norton SA-5209») aufgetragen. Die Teilchen wurden in eine Glasflasche eingegeben und mit Wasser benetzt. Der Wassergehalt wurde auf 2,4 g je 25 g Teilchen mit Hilfe eines Warmluftstroms vermindert. Das aktive Katalysatorpulver wurde auf eine Grösse von weniger als 0,297 mm zerkleinert. Während die Glasflasche schräg stehend rotiert wurde, wurden etwa 17 g des Wirkstoffpulvers pro 25 g Alundum in fünf Einzelportionen zugesetzt. Während jeder Zugabe wurde der Glaskolben 15 bis 45 Min. lang rotiert. Man erhielt so einen Katalysator aus einem This active catalyst powder was applied to Alundum particles (trade name "Norton SA-5209"). The particles were placed in a glass bottle and wetted with water. The water content was reduced to 2.4 g per 25 g particles using a hot air stream. The active catalyst powder was crushed to a size of less than 0.297 mm. While the glass bottle was rotated at an angle, about 17 g of the active ingredient powder per 25 g of Alundum were added in five individual portions. During each addition, the glass flask was rotated for 15 to 45 minutes. A catalyst was thus obtained from one

615 900 615 900

4 4th

Alundumträger und einer fest daran haftenden Schicht aus dem wirksamen katalytischen Material. Der Katalysator wurde dann im Trockenschrank bei 110° C über das Wochenende getrocknet; er setzte sich aus 39,8% W3P2V2Moi2Ox und 60% Alundum zusammen. Auf gleiche Weise wurde ein Katalysator mit 34,8% W3P2V2Mo12Ox und 65,2% Alundum Alundumträger and a firmly adhering layer of the effective catalytic material. The catalyst was then dried in the drying cabinet at 110 ° C. over the weekend; it was composed of 39.8% W3P2V2Moi2Ox and 60% Alundum. In the same way was a catalyst with 34.8% W3P2V2Mo12Ox and 65.2% Alundum

(«Norton SA-203») und ein Katalysator mit 20,4% W3P2V2Mo]2Ox und 79,6% Alundum («SA-203») hergestellt. Unter Verwendung des obigen Reaktors und der genannten Beschickung wurden diese Katalysatoren bei der Herstellung von Methacrylsäure aus Methacrolein getestet, die Ergebnisse zeigt Tabelle 2. («Norton SA-203») and a catalyst with 20.4% W3P2V2Mo] 2Ox and 79.6% Alundum («SA-203»). Using the above reactor and feed, these catalysts were tested in the production of methacrylic acid from methacrolein, the results of which are shown in Table 2.

Tabelle 2 Table 2

Herstellung von Methacrylsäure mit W3P2V2Mo12Ox allein und in beschichteter Form Production of methacrylic acid with W3P2V2Mo12Ox alone and in coated form

Beispiel example

Katalysator catalyst

Reaktionstemperatur Reaction temperature

Kontaktzeit Contact time

Ergebnisse % Ausbeute Results% yield

°C ° C

Sek. Sec

Methacrylsäure Methacrylic acid

Umwandlung conversion

Selektivität selectivity

8 8th

Wirkstoff allein Active ingredient alone

360 360

2,6 2.6

68,9 68.9

92,5 92.5

74,5 74.5

9 9

Wirkstoff allein Active ingredient alone

360 360

2,5 2.5

67,5 67.5

93,5 93.5

72,2 72.2

10 10th

39,8% Wirkstoff 60,2% Alundum 39.8% active ingredient 60.2% Alundum

380 380

4,4 4.4

65,2 65.2

93,3 93.3

69,9 69.9

11 11

39,8% Wirkstoff 60,2% Alundum 39.8% active ingredient 60.2% Alundum

365 365

4,6 4.6

59,4 59.4

85,7 85.7

69,3 69.3

12 12

34,8% Wirkstoff 65,2% Alundum 34.8% active ingredient 65.2% Alundum

360 360

4,7 4.7

66,2 66.2

92,3 92.3

71,7 71.7

13 13

20,4% Wirkstoff 65,2% Alundum 20.4% active ingredient 65.2% Alundum

370 370

4,6 4.6

65,5 65.5

86,4 86.4

75,8 75.8

14 14

20,4% Wirkstoff 65,2% Alundum 20.4% active ingredient 65.2% Alundum

390 390

4,5 4.5

64,1 64.1

92,2 92.2

69,5 69.5

Beispiel 15 Example 15

Fakultative Elemente enthaltende erfindungsgemässe Katalysatoren. Catalysts according to the invention containing optional elements.

Verschiedene erfindungsgemässe Katalysatoren mit verschiedenen fakultativen Elementen wurden wie nachstehend gezeigt hergestellt. Various catalysts of the invention with various optional elements were made as shown below.

Beispiel 15 Example 15

Rbo,7sW3P1.sV2,25Mo120x — Zunächst wurde eine Lösung von 141,2 g (NH4)6Mo7024 • 4H20 und 11,52 g85%P3P04in2 1 Wasser zubereitet. Hierzu wurden 53,9 g (NH4)6W7024 • 2H20 und dann 17,6 g NH4V03 zugegeben. Zu diesem Gemisch wurden sodann 7,2 g RbC2H302 zugesetzt, das Gemisch wurde eingekocht, und der Feststoff wurde über Nacht bei 110° C getrocknet. Rbo, 7sW3P1.sV2,25Mo120x - First a solution of 141.2 g (NH4) 6Mo7024 • 4H20 and 11.52 g85% P3P04in2 1 water was prepared. 53.9 g (NH4) 6W7024 • 2H20 and then 17.6 g NH4V03 were added. 7.2 g of RbC2H302 were then added to this mixture, the mixture was boiled down and the solid was dried at 110 ° C. overnight.

Beispiel 16 Example 16

Sn0,5Cu2W1i2PV3Moi2Ox—Durch Zugabe von 72,0 gMo03, 11,36 g V2Os, 3,13 g Sn02 und 5,65 g 85% H3P04 zu 800 ml Wasser wurde eine Aufschlämmung hergestellt. Diese wurde unter Rühren über Nacht am Rückfluss gekocht. Dann wurden 9,19 g feinteiliges Wolframmetall zugegeben, dann wurde 2 Std. am Rückfluss gekocht, worauf 16,63 g Cupriacetat zugesetzt und noch 1V2 Std. am Rückfluss gekocht wurde. Die Aufschlämmung wurde zur Trockene eingeengt und über Nacht bei 110° C getrocknet. Sn0.5Cu2W1i2PV3Moi2Ox — A slurry was made by adding 72.0 gMo03, 11.36 g V2Os, 3.13 g Sn02 and 5.65 g 85% H3P04 to 800 ml water. This was refluxed with stirring overnight. Then 9.19 g of finely divided tungsten metal was added, then the mixture was refluxed for 2 hours, whereupon 16.63 g of cupriacetate were added and the mixture was refluxed for a further 1 2 hours. The slurry was evaporated to dryness and dried at 110 ° C overnight.

Beispiele 17 und 18 Examples 17 and 18

33,3% Sn0,5Cu2W1,2PV3Moi2Ox und 66,7 % Alundum — Der Katalysator von Beispiel 16 wurde nach dem Verfahren der Beispiele 8 bis 14 auf Alundum appliziert, wobei ein Katalysator aus V3 wirksamem Katalysatormaterial und 2/3 Alundum erhalten wurde. 33.3% Sn0.5Cu2W1.2PV3Moi2Ox and 66.7% Alundum - The catalyst from Example 16 was applied to Alundum according to the procedure of Examples 8 to 14, a catalyst consisting of V3 active catalyst material and 2/3 Alundum being obtained.

30 Beispiele 19 und 20 30 Examples 19 and 20

Sn0,5Cu2W1,2P2V3Mo12Ox — Das Verfahren von Beispiel 16 wurde wiederholt, jedoch mit der doppelten Phosphorsäuremenge. Sn0.5Cu2W1.2P2V3Mo12Ox - The procedure of Example 16 was repeated, but with twice the amount of phosphoric acid.

35 Beispiel 21 35 Example 21

SbW3P2V2Mo12Ox — In 500 ml Wasser wurden nacheinander 88,2 g (NH4)6Mo7024 ■ 4H20, 35,1 g (NH4)6W4013 • 8H20 und 9,7 g NH4V03 gelöst. Die Lösung wurde 5 Std. gekocht und über Nacht unter Rühren stehen-40 gelassen. Zur kalten Lösung wurden dann 9,6 g 85% H3P04 zugegeben. Nach etwa einstündigem Rühren wurde wieder erhitzt. Zur heissen Lösung wurden 6,05 g Sb203 zugesetzt, das Gemisch wurde eingekocht und der Feststoff wurde über das Wochenende im Trockenschrank getrocknet. SbW3P2V2Mo12Ox - 88.2 g (NH4) 6Mo7024 ■ 4H20, 35.1 g (NH4) 6W4013 • 8H20 and 9.7 g NH4V03 were dissolved in 500 ml water. The solution was boiled for 5 hours and left overnight with stirring. 9.6 g of 85% H3P04 were then added to the cold solution. After stirring for about an hour, the mixture was heated again. 6.05 g of Sb203 were added to the hot solution, the mixture was boiled down and the solid was dried in the drying cabinet over the weekend.

Beispiele 22 bis 32 Die Katalysatoren wurden nach der Vorschrift von Beispiel 21 hergestellt, entsprechend der Formel Mt W3P2V2Moi2Ox so (mit Ausnahme des Katalysators mit Rhodium, der Rh0.2S enthielt, und des Katalysators mit Eisen, der Fe2 enthielt), wobei die entsprechenden Mengen folgender Verbindungen anstelle des Antimonoxids verwendet wurden: Examples 22 to 32 The catalysts were prepared according to the procedure of Example 21, according to the formula Mt W3P2V2Moi2Ox so (with the exception of the catalyst with rhodium which contained Rh0.2S and the catalyst with iron which contained Fe2), the corresponding amounts the following compounds were used instead of the antimony oxide:

Bi203, Ni203; Cr(C2H302) -H20; Co(C2H302) -4H20; 55 RhCl3 • 3H20; Cd(C2H302)2 • 2H20; Fe(N03)3 • 9H20; AgC2H302; Sr(0H)2-8H20; UO^^C^^O; Ce(C2H302)3 l,5H20. Bi203, Ni203; Cr (C2H302) -H20; Co (C2H302) -4H20; 55 RhCl3 • 3H20; Cd (C2H302) 2 • 2H20; Fe (N03) 3 • 9H20; AgC2H302; Sr (0H) 2-8H20; UO ^^ C ^^ O; Ce (C2H302) 3 l, 5H20.

Diese Katalysatoren wurden auf obige Weise zur Herstel-60 lung von Methacrylsäure eingesetzt, wobei die aus Tabelle 3 ersichtlichen Ergebnisse resultierten: These catalysts were used in the above manner for the production of methacrylic acid, the results shown in Table 3 resulting:

Bei spii At spii

15 15

16 16

17 17th

18 18th

19 19th

20 20th

21 21st

22 22

23 23

24 24th

25 25th

26 26

27 27th

28 28

29 29

30 30th

31 31

32 32

5 5

Tabelle 3 Table 3

Herstellung von Methacrylsäure mit Katalysatoren, die fakultative Elemente enthalten Manufacture of methacrylic acid with catalysts containing optional elements

Katalysator fakultat. Temp. Kontakt- Ausbeute Catalyst facultate. Temp. Contact yield

Element(e) °C zeit/Sek. Methacryl- Um- Selektivität säure Wandlung Element (s) ° C time / sec. Methacrylic selectivity acid conversion

615 900 615 900

Rb0,7sW3P l,sV2)2sMOj20x Rb0.7sW3P l, sV2) 2sMOj20x

Rb Rb

370 370

4,6 4.6

47,2 47.2

89,0 89.0

53,0 53.0

Sn0,5Cu2W I>2PV3Moi2Ox Sn0.5Cu2W I> 2PV3Moi2Ox

SnCu SnCu

355 355

4,6 4.6

17,4 17.4

57,0 57.0

30,5 30.5

33,3% Wirkst, gem. Bsp. 16 33.3% active, acc. Ex. 16

SnCu SnCu

390 390

4,4 4.4

27,1 27.1

63,2 63.2

42,9 42.9

66,7 % Alundum 66.7% alundum

33,3% Wirkst, gem. Bsp. 16 33.3% active, acc. Ex. 16

SnCu SnCu

365 365

4,6 4.6

23,4 23.4

60,7 60.7

38,6 38.6

66,7% Alundum 66.7% alundum

Sno,5Cu2Wli2P 2 ^'3 M Oj 2 O x Sno, 5Cu2Wli2P 2 ^ '3 M Oj 2 O x

SnCu SnCu

390 390

4,4 4.4

21,6 21.6

67,4 67.4

32,3 32.3

Snol5Cu2W 2V3Moi2Ox Snol5Cu2W 2V3Moi2Ox

SnCu SnCu

360 360

4,6 4.6

20,5 20.5

63,3 63.3

32,4 32.4

SbtWaPzVjMotjO,, SbtWaPzVjMotjO ,,

Sb Sb

360 360

2,6 2.6

68,5 68.5

93,8 93.8

73,0 73.0

BiW3P2V2Mo12Ox BiW3P2V2Mo12Ox

Bi Bi

370 370

4,6 4.6

61,1 61.1

96,0 96.0

63,6 63.6

BiW3P2V2Mo12Ox BiW3P2V2Mo12Ox

Ni Ni

380 380

2,6 2.6

61,1 61.1

96,1 96.1

64,1 64.1

CrW3P2V2Mo12Ox CrW3P2V2Mo12Ox

Cr Cr

405 405

2,4 2.4

47,0 47.0

82,8 82.8

56,8 56.8

CoW3P2V2Mo12Ox CoW3P2V2Mo12Ox

Co Co

435 435

2,3 2.3

46,2 46.2

83,2 83.2

55,5 55.5

Rho,25W3P 2 V'2 O12 O x Rho, 25W3P 2 V'2 O12 O x

Rh Rh

385 385

2,6 2.6

19,9 19.9

64,5 64.5

30,9 30.9

CdW3P2V2Mo12Ox CdW3P2V2Mo12Ox

Cd CD

365 365

2,6 2.6

63,5 63.5

89,6 89.6

70,9 70.9

Fe2W3P2V2Mo12Ox Fe2W3P2V2Mo12Ox

Fe Fe

455 455

2,3 2.3

17,5 17.5

58,4 58.4

30,0 30.0

AgW3P2V2Mo12Ox AgW3P2V2Mo12Ox

Ag Ag

350 350

2,6 2.6

42,7 42.7

57,7 57.7

74,0 74.0

UW3P2V2Mo12Ox UW3P2V2Mo12Ox

U U

380 380

2,5 2.5

57,5 57.5

91,1 91.1

63,1 63.1

SrW3P2V2Mo12Ox SrW3P2V2Mo12Ox

Sr Sr.

390 390

2,5 2.5

55,0 55.0

91,4 91.4

60,2 60.2

CeW3P2V2Mo12Ox CeW3P2V2Mo12Ox

Ce Ce

425 425

2,4 2.4

39,8 39.8

81,3 81.3

48,9 48.9

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