CZ286616B6 - Katalyzátor pro výrobu aldehydů - Google Patents

Katalyzátor pro výrobu aldehydů Download PDF

Info

Publication number
CZ286616B6
CZ286616B6 CS19904968A CS496890A CZ286616B6 CZ 286616 B6 CZ286616 B6 CZ 286616B6 CS 19904968 A CS19904968 A CS 19904968A CS 496890 A CS496890 A CS 496890A CZ 286616 B6 CZ286616 B6 CZ 286616B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
catalyst
alcohol
monolithic
partial oxidation
reactor
Prior art date
Application number
CS19904968A
Other languages
English (en)
Inventor
Bent Sarup
Poul Erik Hojlund Nielsen
Viggo Lucarsen Hansen
Keld Johansen
Original Assignee
Haldor Topsoe A/S
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
Priority claimed from DK513989A external-priority patent/DK513989A/da
Priority claimed from DK609389A external-priority patent/DK609389A/da
Application filed by Haldor Topsoe A/S filed Critical Haldor Topsoe A/S
Publication of CZ496890A3 publication Critical patent/CZ496890A3/cs
Publication of CZ286616B6 publication Critical patent/CZ286616B6/cs

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
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/37Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups
    • C07C45/38Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups being a primary hydroxyl group
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/28Molybdenum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88Molybdenum
    • B01J23/887Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/8878Chromium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58Fabrics or filaments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Katalyzátor pro výrobu aldehydu přeměnou alkoholu na odpovídající aldehyd parciální oxidací alkoholu, který je tvořen aktivním katalytickým materiálem ze směsných oxidů molybdenu a další složkou M, která se volí z oxidů chromu, vanadu, hliníku, železa, wolframu, manganu a směsí těchto látek, při molárním poměru Mo : M v rozmezí 1 až 5, přičemž katalyticky aktivní materiál je uložen na inertním nosiči s monolitickou strukturou.ŕ

Description

Vynález se týká katalyzátoru pro výrobu aldehydů a jeho použití pro parciální oxidaci alkoholů na odpovídající aldehydy.
Dosavadní stav techniky
Široce užívaným postupem pro výrobu formaldehydu v průmyslovém měřítku je oxidace methanolu na formaldehyd. Tento postup se obvykle provádí tak, že se plyn s obsahem methanolu nechá procházet přes katalyzátor oxidace v částicové formě.
Vzhledem k teplu, které se vyvíjí v průběhu oxidace methanolu, je postup obvykle prováděn v trubicovém reaktoru, jehož stěny jsou chlazeny.
Důležitou vlastností postupu je výkonnost katalyzátoru a reaktoru, která se měří jako optimální výtěžek formaldehydu, přepočítáno na molámí poměr získaného formaldehydu k methanolu, přiváděnému do reaktoru.
Katalyzátory, které mohou zajistit vysokou selektivitu v průběhu oxidace methanolu na formaldehyd jsou známé katalyzátory, užívané bez nosiče, na bázi oxidů železa a molybdenu, například Fe2(MoO4)3-MoO3, tento katalyzátor byl popsán v US patentovém spisu č. 1 913 405, užívané jsou také katalyzátory na bázi oxidů chrómu, obvykle ve stabilizovaném stavu, jde například o katalyzátory na bázi oxidu železitého a oxidu molybdenu bez nosiče, které byly popsány v US patentovém spisu č. 3 194 771.
Je dobře známo, že selektivita částicových katalyzátorů oxidace klesá se zvyšující se přeměnou na aldehyd, výsledkem tohoto jevu je hranice optimálního výtěžku, kterého je možno dosáhnout, například při přeměně methanolu v rozmezí 98 až 99 % klesá selektivita se zvyšující se přeměnou methanolu, takže maximální dosažitelný výtěžek formaldehydu je 92 až 93 %. Aby bylo možno selektivitu zvýšit, užívá se katalyzátor ve formě malých částic, které je možno uložit na nosič, jak je navrhováno v US patentových spisech č. 4 181 629 a 4 471 141 a v SU patentovém spisu č. 1 028 353. Takto upravené katalyzátory je možno použít ve vířivé vrstvě.
Vážnou nevýhodou známých částicových katalyzátorů oxidace je však omezení tlakového poklesu, který je způsoben malými částicemi v obvyklém reaktoru s fixovanou vrstvou katalyzátoru. Malé částice katalyzátoru na nosiči totiž až dosud nebyly s úspěchem použity v reaktorech s vířivou vrstvou v průmyslovém měřítku v důsledku nedostatečné odolnosti částic katalyzátoru proti otěru.
Nyní bylo zjištěno, že katalyzátory na bázi molybdenu, uložené na monolytickém nosiči, mohou poskytnout katalyzátor oxidace se zlepšenou výkonností v průběhu přeměny alkoholu na odpovídající aldehydy, současně se snižuje tlakový pokles ve srovnání s použitím vrstvy částicového katalyzátoru. Bylo dále zjištěno, že v případě, že se katalyzátor na monolytickém nosiči užije v adiabatickém reaktoru, zařazeném za reaktorem s chlazenými stěnami, je možno snížit tvorbu vedlejších produktů, například kyseliny mravenčí a dimethyletheru.
-1 CZ 286616 B6
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je katalyzátor pro výrobu aldehydů přeměnou alkoholu na odpovídající aldehyd parciální oxidací alkoholu, přičemž katalyzátor je tvořen aktivním katalytickým materiálem ze směsných oxidů molybdenu a další složkou M, volenou z oxidů chrómu, vanadu, hliníku, železa, wolframu, manganu a směsí těchto látek při molámím poměru Mo : M v rozmezí 1 až 5, zlepšení spočívá v tom, že katalytický aktivní materiál je uložen na inertním nosiči s monolitickou strukturou.
Ve výhodném provedení vynálezu je monolitický nosič zpevněn pojivém, naneseným na nosič.
Množství účinné složky na monolitickém nosiči se může měnit v rozmezí 1 až 90 % hmotnostních, vztaženo na celkové množství účinné složky, nosiče a pojivá.
S výhodou tvoří aktivní materiál na nosiči 80 až 90 % hmotnostních, vztaženo na celkové množství aktivního materiálu, nosiče a pojivá.
Podstatu vynálezu tvoří rovněž použití zlepšeného katalyzátoru svrchu uvedeného typu pro oxidaci alkoholů na odpovídající aldehydy, s výhodou pro oxidaci methanolu na formaldehyd.
Zlepšený katalyzátor podle vynálezu je možno připravit následujícím postupem, který spočívá v tom, že se listy vláknitého inertního nosiče zvlní, zvlněné listy se opatří povlakem ze suspenze, obsahující aktivní katalytický materiál a popřípadě pojivo, suspenze se usuší a zvlněné a povlečené listy výsledného materiálu se podrobí kalcinaci.
Vhodným vláknitým nosným materiálem pro účely vynálezu je jakýkoliv materiál, odolný proti působení tepla a inertní za podmínek přeměny alkoholů na aldehydy, například vláknité plošné útvary z oxidu křemičitého se středním průměrem vláken v rozmezí 50 až 250 mikrometrů a s průměrnou délkou vláken 2 až 30 mm.
Vláknité plošné útvary se zvlní na běžném zařízení pro tyto účely a zpracují se na monolitický strukturní útvar tak, že se jednotlivé zvlněné plošné útvary stočí na válcové útvary s obsahem přímých kanálků. S výhodou se monolitický strukturní útvar zpracuje na strukturu s příčnými přepážkami tak, že se na sebe uloží větší počet zvlněných plošných útvarů za vzniku rovnoběžných vrstev s různou orientací zvlnění mezi jednotlivými vrstvami.
Ve všech případech se na tento monolitický útvar nanese ponořením nebo natřením vodná suspenze, obsahující katalytický aktivní materiál a popřípadě pojivo pro stabilizaci celé struktury.
Katalytický aktivní materiál pro účely vynálezu je možno získat současným srážením z vodného roztoku, který obsahuje rozpustné sloučeniny molybdenu a složky M v molámím poměru Mo : M v rozmezí 1 až 5, s výhodou 1,5 až 3. Sraženina se suší a kalcinuje k převedení složek na účinnou oxidovanou formu. Je také možno postupovat tak, že se oxidy molybdenu a složka M společně melou a kalcinují. V každém z těchto případů má získaný kataliticky aktivní materiál specifický povrch 1 až Ί m2/g.
Vhodným pojivém pro zpevnění nosičů s monolitickou strukturou jsou jakékoliv známé pojivové materiály, které jsou inertní za podmínek oxidace alkoholu, například oxid křemičitý, oxid titaničitý a podobně.
Takto získaný katalyzátor s monolitickou strukturou je možno užít v adiabatických a chlazených reaktorech pro parciální oxidaci alkoholu, obsaženého v přiváděném plynu na odpovídající aldehyd.
-2CZ 286616 B6
Parciální oxidace například methanolu na formaldehyd může být prováděna v řadě adiabatických vrstev katalyzátoru, které obsahují monolitický katalyzátor podle vynálezu a jsou zapojeny do série, přičemž chlazení a vstřikování methanolu se uskuteční mezi těmito vrstvami.
Vynález bude dále popsán v následujících příkladech, které mají sloužit k podrobnému osvětlení výhodných provedení vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
160 ml vodného roztoku s obsahem 130 g nonahydrátu dusičnanu železitého Fe(NO3)3 . 9H2O a 43 g nonahydrátu dusičnanu chromitého Cr(NO3)3.9H2O a 140 ml vodného roztoku s obsahem 96 ml 25% hydroxidu amonného a 131 g oxidu molybdenového se smísí za míchání v reakční nádobě. Smíšený roztok se odpaří do sucha a pak se podrobí tepelnému rozkladu při teplotě 250 až 300 °C k odstranění dusičnanu amonného. Získaná pevná látka se 1 hodinu kalcinuje při teplotě 525 °C a pak se mele v kuličkovém mlýnu.
Příklad 2
1377 ml vodného roztoku s obsahem 772 g A1(NO3)3 . 9H2O a 768 g Cr(NO3)3 . 9H2O se smísí s 2150 ml vodného roztoku s obsahem 869 ml 25% amoniaku a 873 g oxidu molybdenového.
Smíšený roztok se zfiltruje a získaná pevná látka se promyje destilovanou vodou k odstranění dusičnanu amonného.
Příklad 3
Tento příklad ilustruje způsob výroby katalyzátoru s obsahem molybdenanu železa a chrómu s monolytickou strukturou a s obsahem přímých kanálků v monolitické struktuře podle vynálezu pro použití při parciální oxidaci methanolu na formaldehyd.
List papíru s obsahem oxidu křemičitého, odolného proti působení tepla, s tloušťkou 0,25 mm, tvořeného vlákny oxidu křemičitého s průměrem přibližně 250 mikrometrů a délkou přibližně 2 mm se zvlní na běžném zařízení pro tento účel za vzniku zvlněného plošného útvaru s výškou vlnek přibližně 2,5 mm. Zvlněný plošný útvar se pak svine na monolitický útvar s přímými kanálky, se zevním průměrem 50 mm a výškou rovněž 50 mm.
Suspenze pro ponoření takto vytvořeného monolitu se připraví smísením 1200 g katalyticky účinného materiálu, připraveného způsobem podle příkladu 1, a 845 g pojivá s obsahem stabilizovaného oxidu křemičitého a amoniaku Syton T40 (Monsanto Co., Ruabon, Velká Británie) a 250 g demineralizované vody.
Suspenze se mele 24 hodin v kuličkovém mlýnu při teplotě místnosti a pak se do suspenze opakovaně ponoří monolitický nosič, který se pak suší při teplotě místnosti, postup se provádí tak dlouho, až konečný obsah kataliticky aktivního materiálu a pojivá dosáhne 90 % hmotnostních, vztaženo na celkové množství aktivního materiálu, pojivá a monolitického nosiče. Monolitický nosič se pak suší 24 hodin při teplotě 20 °C a kalcinuje se 2 hodiny při teplotě 450 °C.
-3CZ 286616 B6
Příklad 4
Tento příklad popisuje výrobu monolitického katalyzátoru s přímými kanálky podle vynálezu na bázi molybdenanu hlinitého.
Suspenze pro ponoření takto získaného monolitického katalyzátoru se připraví tak, že se smísí 360 g katalyticky aktivního materiálu, připraveného způsobem podle příkladu 2 a 90 g pojivá s obsahem stabilizovaného oxidu křemičitého a amoniaku Syton T40 (Monsanto Co., Ruabon, Velká Británie) a 818 g demineralizované vody.
Suspenze se mele 24 hodin na kuličkovém mlýnu při teplotě místnosti, pak se do získané suspenze ponořuje monolitický katalyzátor, který se pak suší při teplotě místnosti a pak kalcinuje 30 minut při teplotě 420 °C. Tento postup se dvakrát opakuje, čímž se získá nosič s obsahem katalyticky aktivního materiálu a pojivá 77 % hmotnostních, vztaženo na celkové množství aktivního materiálu, pojivá a monolitu. Monolitický katalyzátor se nakonec kalcinuje 90 minut při teplotě 600 °C.
Příklad 5
Tento příklad osvětluje výrobu monolitického katalyzátoru podle vynálezu s příčnými příčkami pro použití při oxidaci methanolu na formaldehyd.
Větší počet zvlněných plošných útvarů, popsaných v příkladu 3, z nichž každý je opatřen plochou podložkou z téhož materiálu se uloží na sebe ve formě paralelních vrstev tak, že zvlnění mezi jednotlivými vrstvami je uloženo v pravém úhlu, čímž se získá monolitický nosič s vnitřními příčkami.
Takto vytvořený monolit se jednou promyje suspenzí, připravenou způsobem podle příkladu 3 a obsahující aktivní materiál a pojivo, pak se suší 24 hodin při teplotě 20 °C a kalcinuje 2 hodiny při teplotě 450 °C.
Z takto vytvořeného monolitu se oddělí válcová tělíska s průměrem 21 mm a výškou 50 mm.
Takto získaná tělíska se znovu promyjí toutéž suspenzí tak, aby konečný obsah aktivního materiálu byl 80 % hmotnostních, vztaženo na celkové množství aktivního materiálu, pojivá a monolitu.
Takto získaný katalyzátor na monolitickém nosiči se nakonec suší a pak kalcinuje svrchu uvedeným způsobem.
Příklad 6
Tento příklad se provádí se vzorkem katalyzátoru na zvlněném monolitickém nosiči, který byl připraven způsobem podle příkladu 5.
Monolitický katalyzátor ve formě válcového tělíska se uloží do trubicového reaktoru s vnitřním průměrem 21 mm a výškou 1200 mm. Výška, vyplněná monolitickým katalyzátorem je 900 mm.
-4CZ 286616 B6
Stěna trubicového reaktoru se udržuje pomocí chladicí lázně na teplotě 271 °C. Trubicovým reaktorem se nechá procházet plyn, který obsahuje 6,5 % objemových methanolu, 19,6 % objemových kyslíku a 74,2 % objemových dusíku pri prostorové rychlosti 6000 h'1.
Průchodem přes monolitický katalyzátor se přemění 99,3 % methanolu v přiváděném plynu na formaldehyd, selektivita je 96,2 %. Výtěžek formaldehydu je tedy 95,6 %.
Příklad 7
Srovnávací výkonnost pelet a monolitického katalyzátoru
Tři kusy monolitického katalyzátoru podle příkladu 5 se zevním průměrem 50 mm a výškou 50 mm s celkovým množstvím 77 g aktivního materiálu se uloží do adiabatického reaktoru s vnitřním průměrem 50 mm.
Adiabatický reaktor se připojí na výstup reaktoru s chlazenými stěnami tak, jak byl popsán v příkladu 6 s tím rozdílem, že do reaktoru s chlazenými stěnami se uloží 177 g drcených pelet běžného katalyzátoru pro výrobu formaldehydu (Haldor Topse, Lyngby, Dánsko) katalyzátor je tvořen molybdenanem železitým a oxidem molybdenovým a chromém jako promotorem.
Reaktorem s chlazenými stěnami se nechá procházet plyn, který obsahuje 8 % objemových methanolu, 9 % objemových kyslíku, zbytek tvoří dusík. Plyn se přivádí rychlostí 1900 NI/h při teplotě 271 °C dojde kpřeměně 95,5 % methanolu. Plyn, vystupující zchlazeného reaktoru se nechá dále procházet monolitickým katalyzátorem, uloženým v adiabatickém reaktoru.
Vstupní teplota plynu, přiváděného do diabetického reaktoru se mění tak, aby teplota výstupu plynu z reaktoru byl 300, 350 a 400 °C. Výsledky, získané při tomto pokusu jsou znázorněny v následující tabulce 1. Pokles tlaku při průchodu monolitickým katalyzátorem je 4 kPa.
Při dalším pokusu byla srovnávána výkonnost monolitického katalyzátoru s výkonností běžného katalyzátoru pro výrobu formaldehydu, tak jak byl svrchu popsán. Monolitický katalyzátor v adiabatickém reaktoru byl nahrazen 77 g běžného katalyzátoru, drceného na velikost částic v rozmezí 1,0 až 1,7 mm.
Při stejném složení přiváděného plynu a za srovnatelných podmínek jako při provádění prvního pokusu bylo možno dosáhnout srovnatelné přeměny methanolu a srovnatelné selektivity až na to, že pokles tlaku při použití běžného částicového katalyzátoru byl vyšší o 20 % ve srovnání s použitím monolitického katalyzátoru a stoupl na 5 kPa. Výsledky pokusu budou dále uvedeny v tabulce 2.
Tabulka 1
Výkonnost monolitického katalyzátoru pro výrobu formaldehydu v adiabatickém reaktoru, zařazeném za chlazeným reaktorem
pfeměna výtěžek ΔΤ Δρ>
% HCHO CO DME CO2 HCOOH °C kPa
C% c% C% C% ppmx)
výstup z chlazeného
reaktoru výstup z adiabatického reaktoru °C 95.6 91,8 1,8 1,9 0,1 226
300 °C 99,1 94,2 2,5 1,8 0,6 150 23 4
350 °C 99,6 93,8 3,7 1,5 0,6 105 34 4
400 °C 99,5 91,9 5,3 1,5 0,9 95 52 4,2
-5CZ 286616 B6 x) Údaje jsou uvedeny jako ppm HCOOH ve vodném roztoku s obsahem HCHO 37 % hmotnostních.
Včetně poklesu tlaku přibližně 3 kPa v prázdném reaktorovém systému.
Tabulka 2
Výkonnost běžného katalyzátoru pro výrobu formaldehydu, drceného na částice s průměrem 1 až 1,7 mm v adiabatickém reaktoru, zařazeném za chlazeným reaktorem
přeměna % HCHO C% CO C% výtěžek DME C% CO2 C% HCOOH ppmx) ΔΤ °C Ap“’ kPa
výstup z chlazeného
reaktoru 95,6 91,9 2,2 1,4 0,1 220 -
výstup z adiabatického
reaktoru °C
300 °C 99,3 94,4 2,7 1,6 0,5 152 18 5
350 °C 99,8 93,8 3,9 1,5 0,7 103 24 5
400 °C 99,9 93,0 4,3 1,3 1,3 94 35 5,6
x) Údaje jsou uvedeny jako ppm HCOOH ve vodném roztoku s obsahem HCHO 37 % hmotnostních.
Včetně poklesu tlaku přibližně 3 kPa v prázdném reaktorovém systému.
Příklad 8
Monolitický katalyzátor z příkladu 4 s přímými kanálky byl zkoušen v průběhu výroby formaldehydu parciální oxidací methanolu v postupu, odborném postupu z příkladu 7. Do adiabatického reaktoru s vnitřním průměrem 50 mm byly uloženy tři kusy monolitického katalyzátoru z příkladu 4 s vnějším průměrem 50 mm a s výškou rovněž 50 mm, užito bylo celkem 72 g aktivního katalytického materiálu.
Přeměna byla prováděna při prostorové rychlosti 6700 h'1, při výstupní teplotě z adiabatického reaktoru 350 °C stoupla přeměna methanolu na formaldehyd z 95 % na výstupu reaktoru s chlazenými stěnami na 99,3 % ve výstupu z adiabatického reaktoru, takže výtěžek formaldehydu byl 92,5 %. Pokles tlaku při použití monolitického katalyzátoru byl přibližně 4 kPa včetně poklesu tlaku přibližně 3 kPa v prázdném reaktorovém systému.
Příklad 9
V tomto příkladu byl podroben monolitický katalyzátor s přímými kanálky, popsaný v příkladu 3 při simulovaném postupu parciální oxidace methanolu na formaldehyd, zkouškám na výkonnost. Parciální oxidace methanolu byla prováděna ve čtyřech adiabatických vrstvách katalyzátoru, zapojených do série za současného chlazení při vstřikování methanolu mezi vrstvy. Bylo užito 12 500Nm3/h plynu s obsahem 9,1% objemových methanolu a 10% objemových kyslíku, zbytek tvořil dusík. Tento plyn byl smísen a přiváděn rychlostí 336 Nm3/h při celkové rychlosti průtoku 12 836 Nm3/h k první vrstvě katalyzátoru. Na výstupu z vrstev 1 a 2 bylo vždy přidáno dalších 336 Nm3/h plynu s obsahem methanolu před vstupem plynu do další vrstvy. Za výstupem z vrstvy 3 bylo přidáno dalších 247 Nm3/h plynu s obsahem methanolu před vstupem do vrstvy 4.
-6CZ 286616 B6
Teplota na vstupu do každé vrstvy katalyzátoru se upraví výměnou tepla na přibližně 250 °C. Obsah účinného katalytického materiálu je uveden v následující tabulce 3 spolu sparametiy celého postupu. Celková přeměna methanolu na výstupu z vrstvy 4 katalyzátoru byla 98,4 %.
Tabulka 3
vrstva katalyzátoru celkový průtok Nm3/h na vstupu % obj. methanolu v přidaném plynu teplota °C na vstupu katalyticky aktivní materiál kg
1 12 836 2,6 250 410
2 13 338 2,5 249 480
3 13 837 2,6 251 480
4 14 229 2,2 248 780
Při lineární rychlosti 0,27 Nm/s při poklesu tlaku přibližně 5,8 kPa je tento pokles propočítán při použití 8,5 m3 katalyzátoru při sypné hustotě 0,27 g/cm3.
Aby bylo možno dosáhnout přeměny methanolu 98,4 % tak, jak tomu bylo v případě pokusu s vrstvami monolitického katalyzátoru, bylo by nutno užít celkem 2,2 m3 běžného drceného katalyzátoru pro výrobu formaldehydu se středním průměrem částic 1,5 mm a sypnou hustotou 1 g/cm3, což by způsobilo pokles tlaku při průchodu katalyzátorem přibližně sedmkrát vyšší a pokles by tedy měl při ekvivalentní lineární rychlosti hodnotu přibližně 42 kPa.
Vynález byl popsán v souvislosti s některými výhodnými provedeními, je však zřejmé, že by bylo možno navrhnout ještě další provedení a změny, které by rovněž spadaly do rozsahu vynálezu. Není tedy možno vynález omezit na jeho popsaná provedení.

Claims (14)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Katalyzátor pro výrobu aldehydů přeměnou alkoholu na odpovídající aldehyd parciální oxidací alkoholu, přičemž katalyzátor je tvořen aktivním katalitickým materiálem ze směsných oxidů molybdenu a další složkou M, volenou z oxidů chrómu, vanadu, hliníku, železa, wolframu, manganu a směsí těchto látek při molámím poměru Mo : M v rozmezí laž5, vyznačující se tím, že katalytický aktivní materiál je uložen na inertním nosiči s monolitickou strukturou.
  2. 2. Katalyzátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že monolitický nosič obsahuje ve své struktuře přímé kanálky.
  3. 3. Katalyzátor podle nároku 1, vy zn a č uj í c í se tím, že monolitický nosič má příčně zvlněnou strukturu.
  4. 4. Katalyzátor podle nároku 2 nebo 3, vyznačuj ící se tím, že monolitický nosič je tvořen vláknitým materiálem, bohatým na oxid křemičitý se středním průměrem vláken v rozmezí 50 až 250 mikrometrů a s průměrnou délkou vláken v rozmezí 2 až 30 mm.
  5. 5. Katalyzátor podle nároku 4, vyznačující se tím, že monolitický nosič je zesílen pojivém.
  6. 6. Katalyzátor podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že obsahuje 1 až 90, s výhodou 80 až 90 % hmotnostních aktivního katalitického materiálu vztaženo na celkové množství aktivního materiálu, pojivá a monolitického nosiče.
  7. 7. Použití katalyzátoru podle kteréhokoliv z předchozích nároků k parciální oxidaci plynu s obsahem alkoholu na odpovídající aldehyd.
  8. 8. Použití podle nároku 7, kde plyn s obsahem alkoholu obsahuje methanol.
  9. 9. Použití podle nároku 8, kde alkohol tvoří 3 až 10 % objemových plynu s obsahem alkoholu.
  10. 10. Použití podle nároku 7, kde se parciální oxidace provádí v reaktoru s chlazenou stěnou.
  11. 11. Použití podle nároku 7, kde se parciální oxidace provádí v adiabatickém reaktoru.
  12. 12. Použití podle nároku 7, kde se parciální oxidace provádí v reaktoru s chlazenými stěnami a za ním zařazeném adiabatickém reaktoru.
  13. 13. Použití podle nároků 7 a 11, kde se parciální oxidace provádí v alespoň dvou adiabatických reaktorech zařazených v sérii.
  14. 14. Použití podle nároku 13, kde se mezi reaktory přidává další plyn s obsahem alkoholu.
CS19904968A 1989-10-16 1990-10-12 Katalyzátor pro výrobu aldehydů CZ286616B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK513989A DK513989A (da) 1989-10-16 1989-10-16 Aldehyd katalysator
DK609389A DK609389A (da) 1989-12-04 1989-12-04 Aldehyd katalysator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ496890A3 CZ496890A3 (cs) 1999-08-11
CZ286616B6 true CZ286616B6 (cs) 2000-05-17

Family

ID=26067754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS19904968A CZ286616B6 (cs) 1989-10-16 1990-10-12 Katalyzátor pro výrobu aldehydů

Country Status (13)

Country Link
US (2) US5118868A (cs)
EP (1) EP0423692B1 (cs)
JP (1) JPH075501B2 (cs)
KR (1) KR930004039B1 (cs)
AT (1) ATE141185T1 (cs)
CA (1) CA2027621C (cs)
CZ (1) CZ286616B6 (cs)
DE (1) DE69028062T2 (cs)
DK (1) DK0423692T3 (cs)
ES (1) ES2093007T3 (cs)
FI (1) FI102249B1 (cs)
NO (1) NO300310B1 (cs)
SK (1) SK279333B6 (cs)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1044339C (zh) * 1993-09-24 1999-07-28 化学工业部北京化工研究院 用于甲醇氧化制甲醛的催化剂的制法
US6331503B1 (en) * 1998-04-15 2001-12-18 Lehigh University In-situ formation of metal-molybdate catalysts
DE19844758C1 (de) * 1998-09-29 2000-07-06 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorkörpers
US6417376B1 (en) * 1998-10-09 2002-07-09 Abb Lummus Global Inc. Selective oxidation process and catalyst therefor
AU2001290754A1 (en) * 2000-09-14 2002-03-26 Lehigh University Dual catalyst bed reactor for methanol oxidation
US6552233B2 (en) 2000-09-14 2003-04-22 Lehigh University Vanadia-titania/metal-molybdate dual catalyst bed system and process using the same for methanol oxidation to formaldehyde
US6518463B2 (en) 2000-09-14 2003-02-11 Lehigh University Metal molybdate/iron-molybdate dual catalyst bed system and process using the same for methanol oxidation to formaldehyde
US20020085975A1 (en) * 2001-01-04 2002-07-04 Wambaugh James Allen Method to equalize heat distribution in reactor tube
AU2002360681A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-09 Lehigh University Methanol oxidation over bulk metal vanadate catalysts
US20050142049A1 (en) * 2003-12-31 2005-06-30 Amsden Jeffrey M. Multi-tubular reactors with monolithic catalysts
JP4781642B2 (ja) * 2004-06-07 2011-09-28 花王株式会社 アルデヒドの製造方法
ITMI20042456A1 (it) * 2004-12-22 2005-03-22 Sued Chemie Mt Srl Catalizzatori per l'ossidazione del metanolo a formaldeide
EP1792651A1 (de) * 2005-11-23 2007-06-06 Süd-Chemie Ag Schalenkatalysator, insbesondere zur Oxidation von Methanol zu Formaldehyd sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DK1965911T3 (da) * 2005-11-23 2013-09-16 Sued Chemie Ip Gmbh & Co Kg Skal-katalysator, især til oxidation af methanol til formaldehyd, og fremgangsmåde til produktion deraf
DE102008048698A1 (de) 2008-09-24 2010-04-08 Süd-Chemie AG Katalysator zur Oxidation von Methanol zu Formaldehyd
DE102008052712A1 (de) 2008-10-22 2010-05-20 Süd-Chemie AG Verfahren zur Aktivierung eines Katalysators
DE102009014541A1 (de) 2009-03-24 2010-09-30 Süd-Chemie AG Katalysatoranordnung zur Oxidation von Methanol zu Formaldehyd
DE102011083079A1 (de) 2011-09-20 2013-03-21 Wacker Chemie Ag Vanadium-Antimon-Mischoxid Katalysator seine Herstellung und Verfahren zur Partialoxidation von Alkoholen zu Aldehyden
DE102014204628A1 (de) 2014-03-13 2015-09-17 Technische Universität Darmstadt Vanadium-Antimon-Mischoxid Katalysator seine Herstellung und Verfahren zur Partialoxidation von Alkoholen zu Aldehyden
CN112619657A (zh) * 2019-10-08 2021-04-09 中国石油化工股份有限公司 一种甲醇制甲醛的催化剂、制备方法和应用
CN113457690A (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 中石化南京化工研究院有限公司 用于甲醇氧化制甲醛的催化剂及其制备方法和应用
CN112827496B (zh) * 2020-12-29 2022-04-12 上海华谊新材料有限公司 负载型复合氧化物催化剂及其制备和应用

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1693092A (en) * 1927-08-17 1928-11-27 Accurate Gasoline Recording Co Recording and sales-check mechanism for fluid-dispensing pumps
US2320253A (en) * 1940-03-08 1943-05-25 Du Pont Process for the production of formaldehyde
US2504402A (en) * 1945-10-27 1950-04-18 Du Pont Formaldehyde synthesis
JPS5069012A (cs) * 1973-10-26 1975-06-09
IT1001979B (it) * 1973-11-28 1976-04-30 Sir Soc Italiana Resine Spa Procedimento per la produzione di formaldeide mediante ossidazione catalitica del metanolo
JPS52122293A (en) * 1976-04-08 1977-10-14 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Catalyst for purifying nox
DE2630928A1 (de) * 1976-07-09 1978-01-19 Basf Ag Verfahren zur herstellung von formaldehyd
GB1603821A (en) * 1977-04-15 1981-12-02 Johnson Matthey Co Ltd Catalysts for the production of formaldehyde
DE2747581A1 (de) * 1977-10-24 1979-04-26 Basf Ag Verfahren zur herstellung von formaldehyd
JPS55159842A (en) * 1979-06-01 1980-12-12 Nichias Corp Denitrification catalyst structure body and production thereof
JPS5915028B2 (ja) * 1980-03-26 1984-04-07 ニチアス株式会社 触媒担体の製造法
US4421938A (en) * 1982-04-05 1983-12-20 Uop Inc. Preparation of aldehydes
CH653917A5 (de) * 1982-04-07 1986-01-31 Alusuisse Katalysatortraeger und seine verwendung.
US4471141A (en) 1983-02-22 1984-09-11 Uop Inc. Preparation of aldehydes
IT1214489B (it) * 1985-04-24 1990-01-18 Ausind Spa Catalizzatori ad alta resa e ad elevata resistenza meccanica, particolarmente adatto perl'ossidazione del metanolo a formaldeide.
JPS63240948A (ja) * 1987-03-26 1988-10-06 Asahi Chem Ind Co Ltd ホルムアルデヒド製造触媒の再生方法
DE3737248A1 (de) * 1987-11-03 1989-05-18 Basf Ag Monolithischer katalysatorkoerper
NZ228084A (en) * 1988-02-24 1990-11-27 Kawasaki Steel Co Catalysts and their use in catalytic production of pyromellitic dianhydride

Also Published As

Publication number Publication date
EP0423692B1 (en) 1996-08-14
FI102249B (fi) 1998-11-13
NO300310B1 (no) 1997-05-12
DE69028062T2 (de) 1996-12-19
CZ496890A3 (cs) 1999-08-11
CA2027621A1 (en) 1991-04-17
DE69028062D1 (de) 1996-09-19
EP0423692A1 (en) 1991-04-24
JPH075501B2 (ja) 1995-01-25
KR910007571A (ko) 1991-05-30
CA2027621C (en) 2000-04-11
US5217936A (en) 1993-06-08
SK496890A3 (en) 1998-10-07
ES2093007T3 (es) 1996-12-16
SK279333B6 (sk) 1998-10-07
NO904438D0 (no) 1990-10-15
NO904438L (no) 1991-04-17
US5118868A (en) 1992-06-02
FI102249B1 (fi) 1998-11-13
ATE141185T1 (de) 1996-08-15
JPH03137936A (ja) 1991-06-12
DK0423692T3 (da) 1996-09-09
KR930004039B1 (ko) 1993-05-19
FI905064A0 (fi) 1990-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ286616B6 (cs) Katalyzátor pro výrobu aldehydů
US9174910B2 (en) Method for producing acrylic acid with a fixed-bed multitubular reactor
Wachs et al. Redox properties of niobium oxide catalysts
CA1336974C (en) Catalyst for the oxidation and ammonoxidation of .-,.beta.-unsaturated hydrocarbons
RU1792344C (ru) Способ приготовлени катализатора дл газофазного окислени пропилена, изобутилена или третичного бутанола
US6043184A (en) Heteropoly acids supported on polyoxometallate salts and their preparation
EP1452227A1 (en) Composite-oxide catalyst and process for production of acrylic acid using said catalyst
JPS6230552A (ja) 気相水素移動反応用触媒
EP2329880B1 (en) Catalyst for producing acrolein and/or acrylic acid and process for producing acrolein and/or acrylic acid using the catalyst
CA1259299A (en) Process and low sodium catalyst for the production of formaldehyde from methane
US9073845B2 (en) Method for producing acrolein and acrylic acid with a fixed-bed multitubular reactor
KR20030003028A (ko) 메타크릴산의 제조에 유용한 촉매
JPS5987048A (ja) アルコ−ルの酸化及びアンモ酸化用触媒及びその製造方法
EP2647429B1 (en) Catalyst for producing unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid production method using said catalyst
US4705771A (en) Process and catalyst for the production of formaldehyde from methane
DE19533665A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Alkylphenolen
JP3342794B2 (ja) メタクロレイン及びメタクリル酸合成用担持触媒の製造法
US3939096A (en) Supported catalyst for acrolein oxidation
DE102009014541A1 (de) Katalysatoranordnung zur Oxidation von Methanol zu Formaldehyd
USRE31364E (en) Oxidation and ammoxidation catalysis
US4147736A (en) Method of preparing isoprene and isoamylenes
EP0756519A1 (en) Process for preparing an oxidation catalyst and use thereof
US20230271910A1 (en) Process for formaldehyde manufacture
JP2022155470A (ja) アクロレインおよびアクリル酸製造用触媒の製造方法ならびに該触媒を用いたアクロレインおよびアクリル酸の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20101012