DE102005004926A1 - New catalyst system having catalyst activity increases in flow direction of gas, for catalytic gaseous phase reactions and for preparing e.g. phthalic acid, where the catalyst activity is steered by mixing low/high active catalysts - Google Patents

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Abstract

Catalyst system for catalytic gaseous phase reactions, having catalyst activity increases in flow direction of a gas, where the catalyst activity is steered by mixing low- and high active catalysts, is new. Independent claims are included for: (1) a preparation of phthalic acid anhydride comprising gaseous phase oxidation of xylene and/or naphthalene and oxygen gas in the catalyst system; (2) a preparation of ethylene dichloride comprising gaseous phase oxychlorination of ethylene with hydrochloric acid and air/oxygen in the catalyst system; (3) a preparation of cyclohexanone comprising gaseous phase dehydrogenation of cyclohexanol and hydrogen in the catalyst system; (4) a preparation of maleic acid anhydride comprising gaseous phase oxidation of benzol, butane or butene with oxygen in the catalyst system; and (5) a preparation of acrylic acid comprising gaseous phase oxidation of propene with vapor/air in the catalyst system to give an acrolein, and followed by oxidation of the acrolein with the catalyst system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Katalysatorsysteme für katalytische Gasphasenreaktionen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Katalysatoraktivität in Flussrichtung des Gases zunimmt, wobei die Katalysatoraktivität durch Mischungen aus niedrig aktiven und hoch aktiven Katalysatoren gesteuert wird. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid, Ethylendichlorid, Cyclohexanon, Acrylsäure und Maleinsäureanhydrid, wobei die Edukte in dem genannten Katalysatorsystem umgesetzt werden.The The present invention relates to catalyst systems for catalytic Gas phase reactions, characterized in that the catalyst activity in the flow direction of the gas increases, wherein the catalyst activity by mixtures of low active and highly active catalysts is controlled. Further concerns the invention process for the preparation of phthalic anhydride, Ethylene dichloride, cyclohexanone, acrylic acid and maleic anhydride, wherein the reactants are reacted in said catalyst system.

Bekanntermaßen wird eine Vielzahl von katalytischen Gasphasenreaktionen in einem Festbettreaktor durchgeführt. Dazu wird beispielsweise ein Gemisch aus einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas und das zu oxidierende Ausgangsmaterial durch eine Vielzahl in einem Reaktor angeordneter Rohren geleitet, in denen sich eine Schüttung mindestens eines Katalysators befindet. Zur Temperaturregelung sind die Rohre von einem Wärmeträgermedium, beispielsweise einer Salzschmelze umgeben. Trotz dieser Thermostatisierung kann es in der Katalysatorschüttung zur Ausbildung sogenannter „hot spots" kommen, in denen eine höhere Temperatur herrscht als im übrigen Teil der Katalysatorschüttung. Diese hot spots geben Anlass zu Nebenreaktionen, wie beispielsweise der Totalverbrennung des Ausgangsmaterials oder führen zur Bildung schwer abtrennbarer Nebenprodukte. Ferner beschleunigen die hot spots die Alterung der Katalysatoren.As is known a variety of catalytic gas phase reactions in a fixed bed reactor carried out. For this example, a mixture of a molecular oxygen containing gas and the starting material to be oxidized by a Variety passed in a reactor arranged pipes, in which at least one batch a catalyst is located. For temperature control are the pipes from a heat transfer medium, For example, surrounded by a molten salt. Despite this thermostatting It can be in the catalyst bed for training so-called "hot spots "come in which one higher Temperature prevails as in the rest Part of the catalyst bed. These hot spots give rise to side reactions, such as the total combustion of the starting material or lead to Formation of difficult to separate by-products. Further accelerate the hot spots the aging of the catalysts.

Zur Abschwächung dieser hot spots wurde in der Technik dazu übergegangen, unterschiedlich aktive Katalysatoren schichtweise in der Katalysatorschüttung anzuordnen, wobei sich in der Regel der weniger aktive Katalysator zum Gaseintritt hin befindet und folglich das Reaktionsgemisch zuerst mit ihm in Kontakt kommt, wohingegen sich der aktivere Katalysator zum Gasaustritt aus der Katalysatorschüttung hin befindet.to attenuation This hot spot has been changed in technology, different to arrange active catalysts layer by layer in the catalyst bed, which is usually the less active catalyst for gas entry and therefore the reaction mixture first with him in Contact comes, whereas the more active catalyst to the gas outlet from the catalyst bed is located.

Die Art und Weise der Aktivitätsstrukturierung ist vielfältig. Nach dem unter anderem in der EP-A 1 063 222 auf dem Gebiet der Herstellung von Phthalsäureanhydrid zusammengefassten Stand der Technik kann die Aktivitätssteigerung auf sehr verschiedenen Wegen erfolgen:

  • (1) durch stetigen Anstieg des Phosphor-, Vanadiumpentoxid- oder Antimonoxidge halts,
  • (2) durch stetigen Anstieg des Aktivmassengehalts,
  • (3) durch stetige Abnahme des Alkaligehalts,
  • (4) durch stetige Abnahme des Leerraumes zwischen den einzelnen Katalysatoren,
  • (5) durch stetige Abnahme des Gehalts an Inertstoffen,
  • (6) durch stetige Zunahme der Temperatur oder
  • (7) durch stetige Zunahme der Titandioxid-Oberfläche
von der Oberschicht (Reaktoreingang) zur Unterschicht (Reaktorausgang). Beispiel weise seien hier DE-A 25 46268 (Zwei-Lagen-Katalysatorsystem) und DE-A 198 23 262 (Drei-Lagen-Katalysatorsystem) genannt. DE-A 103 23 818 offenbart eine Aktivi tätssteigerung durch eine zunehmende BET-Oberfläche des eingesetzten Titandioxids.The way of structuring the activity is manifold. According to the state of the art combined, inter alia, in EP-A 1 063 222 in the field of production of phthalic anhydride, the increase in activity can be carried out in very different ways:
  • (1) by steadily increasing the phosphorus, vanadium pentoxide or antimony oxide content,
  • (2) by a steady increase in the active mass content,
  • (3) by steady decrease of the alkali content,
  • (4) by a steady decrease in the void space between the individual catalysts,
  • (5) by steadily decreasing the content of inert materials,
  • (6) by steady increase in temperature or
  • (7) by continuous increase of titanium dioxide surface
from the upper layer (reactor inlet) to the lower layer (reactor outlet). For example, DE-A 25 46268 (two-layer catalyst system) and DE-A 198 23 262 (three-layer catalyst system) may be mentioned here. DE-A 103 23 818 discloses a Aktivi tätssteigerung by an increasing BET surface area of the titanium dioxide used.

Aktivitätsstrukturierte Katalysatorschüttungen werden nicht nur bei der Herstellung von Carbonsäuren oder Carbonsäureanhydriden eingesetzt, sondern beispielsweise auch bei der Gasphasenoxychlorierung von Ethylen zu Ethylendichlorid oder bei der Dehydrierung von Cyclohexanol zu Cyclohexanon (K. Weissermel, H.-J. Arpe, Industrielle Organische Chemie, VCH Verlag Weinheim).Structured activity catalyst beds not only in the production of carboxylic acids or carboxylic anhydrides used, but for example in the Gasphasenoxychlorierung from ethylene to ethylene dichloride or in the dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone (K. Weissermel, H.-J. Arpe, Industrielle Organische Chemistry, VCH Verlag Weinheim).

Die Anzahl der Aktivitätsstufen ist durch den Aufwand der Katalysatorpräparation und des Katalysatorbefüllens limitiert. Trotz eines mehrlagigen Katalysatorsystems können sich immer noch ausgeprägte hot spots ausbilden, die sich negativ auf die Ausbeute auswirken und die Alterung des Katalysators beschleunigen.The Number of activity levels is limited by the expense of catalyst preparation and catalyst filling. Despite a multi-layer catalyst system can still pronounced hot train spots that have a negative impact on the yield and accelerate the aging of the catalyst.

Um ein mehrlagiges Katalysatorsystem zu befüllen, wurde in der Technik dazu übergegangen, das manuelle Befüllen, in dem über ein Trichter in jedes einzelne Rohr eine abgemessene Menge Katalysatormaterial eingefüllt wurde, durch automatisches Befüllen zu ersetzen. Eine automatische Befüllung von Rohren mit Katalysatoren ist beispielsweise aus der US-A 4 402 643 bekannt. Dieses Dokument beschreibt ein auf Rollen verfahrbares Rahmengestell mit sich in Granulataustragungsrichtung verjüngenden Behältern. Aus diesem gelangt das Schüttgut in einen mittels einer Vibrationseinheit rüttelbaren Trog, der in nebeneinander liegenden Längsrinnen unterteilt ist. An der Seite des Trogs sind Anschlusselemente vorgesehen, an denen flexible Schläuche befestigt sind, über welche das Schüttgut den Rohrbündelreaktoren zugeführt werden kann.Around To fill a multilayer catalyst system has been known in the art passed to that manual filling, in the over a funnel into each individual tube a measured amount of catalyst material filled was, by automatic filling to replace. An automatic filling of pipes with catalysts is known for example from US-A 4,402,643. This document describes a movable on wheels frame with in Rejuvenating Granulataustragungsrichtung Containers. From this the bulk material arrives in a vibratable by means of a vibration unit trough, in side by side lying longitudinal channels is divided. On the side of the trough connection elements are provided, where flexible hoses are attached, over which the bulk material the tube bundle reactors supplied can be.

Die Aufgabe bestand demnach darin, ein Katalysatorsystem aufzufinden, dessen Aktivität in Flussrichtung des Katalysators zunimmt, ohne dass eine Vielzahl von verschiedenen Katalysatortypen eingesetzt werden muss. Insbesondere bestand die Aufgabe darin, ein vereinfachtes aktivitätsstrukturiertes Katalysatorsystem aufzuzeigen, dass eine kontinuierliche Aktivitätssteigerung aufweist. Ferner bestand die Aufgabe darin, Katalysatorsysteme aufzuzeigen, die im Vergleich zum Stand der Technik längere Lebenszeiten aufweisen. Darüber hinaus bestand die Aufgabe darin, Verfahren zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid, Ethylendichlorid, Cyclohexanon, Maleinsäureanhydrid und Acrylsäure aufzuzeigen, die eine höhere Ausbeute im Vergleich zum Stand der Technik aufweisen.The object was therefore to find a catalyst system whose activity increases in the direction of flow of the catalyst, without a variety of different types of catalysts must be used. In particular, the object was to show a simplified activity-structured catalyst system that has a continuous increase in activity. Furthermore, the task was to aufzu catalyst systems show that have longer lifetimes compared to the prior art. In addition, the object was to provide processes for the preparation of phthalic anhydride, ethylene dichloride, cyclohexanone, maleic anhydride and acrylic acid, which have a higher yield compared to the prior art.

Es wurde überraschender Weise gefunden, dass sich ein Katalysatorsystem dessen Katalysatoraktivität in Flussrichtung des Gases zunimmt, wobei die Katalysatoraktivität durch Mischungen aus niedrig aktiven und hoch aktiven Katalysatoren gesteuert wird, vorteilhaft für exotherme und endotherme Gasphasenreaktion einsetzen lässt.It became more surprising Manner found that a catalyst system whose catalyst activity in the flow direction of the gas increases, wherein the catalyst activity by mixtures of low active and highly active catalysts is controlled, advantageous for exothermic and use endothermic gas phase reaction.

Zur Steuerung der Katalysatoraktivität werden vorteilhaft weniger als vier verschiedene Katalysatoren eingesetzt. Besonders bevorzugt werden zur Steuerung der Aktivität zwei verschiedenen Katalysatoren eingesetzt, wobei der eine davon (Katalysator A) eine niedrige Aktivität und der andere (Katalysator B) eine hohe Aktivität aufweist.to Control of catalyst activity Advantageously, less than four different catalysts are used. Especially preferred are two different ones for controlling the activity Catalysts used, wherein one of them (Catalyst A) a low activity and the other (Catalyst B) has high activity.

Vorteilhaft ist der Katalysator A hoch-selektiv. Der Katalysator B ist vorteilhaft hoch-aktiv und gegebenenfalls weniger selektiv.Advantageous the catalyst A is highly selective. The catalyst B is advantageous highly active and if necessary less selective.

Vorteilhaft wird die Aktivität der Katalysatoren A und B so eingestellt, dass am Gaseintritt der Katalysatorschüttung hauptsächlich der Katalysator A und am Gasaustritt hauptsächlich der Katalysator B vorliegt.Advantageous becomes the activity the catalysts A and B adjusted so that the gas inlet of the catalyst bed mainly the Catalyst A and at the gas outlet mainly the catalyst B is present.

Die unterschiedliche Aktivität der Katalysatoren A und B kann nach allen den Fachmann bekannten Maßnahmen erfolgen. Beispielsweise kann unterschiedliche Aktivität durch einen unterschiedlichen Aktivmassengehalt, durch eine unterschiedliche Komponentenzusammensetzung in der Aktivmasse, durch einen unterschiedlichen Gehalt an Inertstoffen oder durch eine unterschiedliche Oberfläche einer Katalysatorkomponente erhalten werden.The different activity Catalysts A and B can be known to all those skilled in the art activities respectively. For example, different activity may be due a different active mass content, by a different component composition in the active composition, by a different content of inert substances or through a different surface of a catalyst component to be obtained.

Gegebenenfalls kann am Gaseintritt vor der Stelle der geringsten Katalysatoraktivität eine Zone höherer Aktivität angeordnet sein, um das Anspringen der Reaktion zu herleichtern.Possibly For example, a zone of higher activity may be placed at the gas inlet before the point of lowest catalyst activity be to facilitate the onset of the reaction.

Die Aktivitätssteigerung in der Katalysatorschüttung erfolgt vorteilhaft kontinuierlich. Folglich ist das erfindungsgemäße Katalysatorensystem nicht mehr in einzelne Zonen unterschiedlicher Aktivität aufgeteilt, sondern weist einen kontinuierlichen Übergang von Bereichen geringerer Aktivität zu Bereichen höherer Aktivität auf.The increase in activity in the catalyst bed advantageously takes place continuously. Consequently, the catalyst system according to the invention no longer divided into individual zones of different activity, but has a continuous transition from areas of lesser activity to areas of higher activity on.

Diese kontinuierliche Aktivitätssteigerung ist durch einen kontinuierlichen Anstieg des Mischungsverhältnisses von Katalysator A:B von 1:0 bis 0:1 zu erreichen. Die genauen Mischungsverhältnisse sind an die jeweilige Reaktion und den dazugehörigen Temperaturverlauf anzupassen. Diese Optimierung kann vom Fachmann ohne weiteren Aufwand beispielsweise anhand der Temperaturprofile, Nebenproduktspektren oder der Totalverbrennungs-CO-CO2-Analyse durchgeführt werden.This continuous increase in activity is achieved by a continuous increase in the mixing ratio of catalyst A: B from 1: 0 to 0: 1. The exact mixing ratios must be adapted to the respective reaction and the associated temperature profile. This optimization can be carried out by a person skilled in the art without any further effort, for example on the basis of the temperature profiles, by-product spectra or the total combustion CO-CO 2 analysis.

Das erfindungsgemäße Katalysatorsystem befindet sich vorteilhaft in einem Festbettreaktor, insbesondere in einem Rohrbündelreaktor. Rohrbündelreaktoren sind bei der Durchführung von Gasphasenreaktionen bekannt. Typische Rohrbündelreaktoren weisen bis zu 40 000 einzelne Rohre auf, wobei die einzelnen Rohre in der Regel einen Durchmesser von 1 bis 10 cm aufweisen.The Inventive catalyst system is located advantageous in a fixed bed reactor, in particular in a Tube reactor. Tube reactors are performing known by gas phase reactions. Typical tube bundle reactors exhibit up to 40 000 individual pipes on, with the individual pipes usually have a diameter of 1 to 10 cm.

Die Befüllen der Rohre kann vorteilhaft so erfolgen, dass aus zwei Vorratsbehältern (i) beinhaltend Katalysator A und (ii) beinhaltend Katalysator B kontinuierlich Katalysatoren in einen Mischungsbehälter fließen. Die Art und Weise, in welchem Mischungsverhältnis die Katalysatoren A und B gemischt werden, d. h. in welcher Geschwindigkeit/Menge die Katalysatoren A und B dem Mischungsbehälter zugeführt werden, wird in Abhängigkeit von der Füllhöhe gesteuert. Wird beispielsweise die Gaseintrittsseite befüllt, wird hauptsächlich der Katalysator A dem Mischungsbehälter zugeführt. Im mittleren Bereich der Katalysatorschüttungen liegen die Katalysatoren ungefähr im selben Verhältnis vor, d.h. der Mischungsbehälter wird typischerweise mit gleichen Teilen Katalysator A und B gefüllt. Wird hingegen die Gasaustrittsseite befüllt, wird hauptsächlich der Katalysator B dem Mischungsbehälter zugeführt. Der Mischungsbehälter ist vorteilhaft kein Vorratsbehälter, sondern aus ihm gelangen die Katalysatoren direkt, wie beispielsweise in der US-A 4,402,643 oder in der deutschen Anmeldung mit dem Anmelde-Aktenzeichen 102004012754.9 beschrieben, über eine Förderrinne mit Ablauftrichter in die Rohre.The fill The tubes can advantageously be made so that from two storage containers (i) including catalyst A and (ii) containing catalyst B continuously Catalysts flow into a mixing tank. The way in what mixing ratio the catalysts A and B are mixed, d. H. in which speed / quantity the catalysts A and B are supplied to the mixing tank, is dependent controlled by the filling level. For example, if the gas inlet side filled, is mainly the Catalyst A to the mixing tank fed. in the middle area of the catalyst beds are the catalysts approximately in the same proportion, i.e. the mix tank is typically filled with equal parts of catalyst A and B. Will, however filled the gas outlet side, becomes main the catalyst B fed to the mixing tank. The mix tank is advantageously no storage container, but from him get the catalysts directly, such as in US-A 4,402,643 or in the German application with the application file number 102004012754.9 described above a conveyor trough with drainage funnel into the pipes.

Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Katalysatorsystem für exotherme Gasphasenreaktionen, insbesondere zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid, Ethylendichlorid, Acrylsäure, Maleinsäureanhydrid oder Cyclohexanon.Especially Advantageously, the catalyst system according to the invention for exothermic Gas-phase reactions, in particular for the production of phthalic anhydride, Ethylene dichloride, acrylic acid, maleic anhydride or cyclohexanone.

Allerdings lässt sich das erfindungsgemäße Katalysatorsystem auch für endotherme Reaktionen vorteilhaft einsetzen.Indeed let yourself the catalyst system according to the invention also for use endothermic reactions advantageous.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid durch Gasphasenoxidation von Xylol, Naphthalin oder Gemischen davon, wobei Xylol, Naphthalin oder Gemische davon und ein molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas in dem erfindungsgemäßen Katalysatorsystem umgesetzt werden.The The invention further relates to a process for the preparation of phthalic anhydride by gas phase oxidation of xylene, naphthalene or mixtures thereof, wherein xylene, naphthalene or mixtures thereof and a molecular Oxygen-containing gas implemented in the catalyst system of the invention become.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Ethylendichlorid durch Gasphasen-Oxychlorierung von Ethylen, wobei Ethylen mit Salzsäure und Luft oder Sauerstoff zu Ethylendichlorid in dem erfindungsgemäßen Katalysatorsystem umgesetzt werden.The The invention further relates to a process for the production of ethylene dichloride by gas phase oxychlorination of ethylene, wherein ethylene with hydrochloric acid and Air or oxygen reacted to ethylene dichloride in the catalyst system of the invention become.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Cyclohexanon durch Gasphasen-Dehydrierung von Cyclohexanol, wobei Cyclohexanol zu Cyclohexanon und Wasserstoff in dem erfindungsgemäßen Katalysatorsystem umgesetzt wird.The The invention further relates to a process for the preparation of cyclohexanone by gas-phase dehydrogenation of cyclohexanol, with cyclohexanol to cyclohexanone and hydrogen in the catalyst system of the invention is implemented.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch Benzol-, Butan- oder Butenoxidation, wobei Benzol, Butan oder Buten und Luft bzw. Sauerstoff zu Maleinsäureanhydrid in dem erfindungsgemäßen Katalysatorsystem umgesetzt werden.The The invention further relates to a process for the preparation of maleic anhydride by benzene, butane or butene oxidation, benzene, butane or Butene and air or oxygen to maleic anhydride in the catalyst system of the invention be implemented.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure durch Gasphasenoxidation von Propen und Dampf oder Luft zu Acrolein in einem ersten Katalysatorsystem und die Weiteroxidation von Acrolein in einem zweiten Katalysatorsystem zu Acrylsäure, wobei das erste oder das zweite oder beide Katalysatorsysteme erfindungsgemäß ausgelegt sind. Gegebenenfalls kann einer der zwei Reaktoren nach dem Stand der Technik ausgestattet sein.The The invention further relates to a process for the preparation of acrylic acid Gas phase oxidation of propene and steam or air to acrolein in a first catalyst system and the further oxidation of acrolein in a second catalyst system to acrylic acid, wherein the first or the second or both catalyst systems designed according to the invention are. Optionally, one of the two reactors may be up to date be equipped with the technology.

Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Katalysatorsystems können die hohen Kosten, die durch die Präparation vieler verschiedener Katalysatoren und durch das aufwendige Befüllen der einzelnen Katalysatorlagen anfallen, eingespart werden.By the use of the catalyst system according to the invention can the high costs caused by preparation of many different Catalysts and by the complicated filling of the individual catalyst layers to be saved.

Claims (9)

Katalysatorsystem für katalytische Gasphasenreaktionen, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoraktivität in Flussrichtung des Gases zunimmt, wobei die Katalysatoraktivität durch Mischungen aus niedrig aktiven und hoch aktiven Katalysatoren gesteuert wird.Catalyst system for catalytic gas phase reactions, characterized in that the catalyst activity increases in the direction of flow of the gas, wherein the catalyst activity is controlled by mixtures of low active and highly active catalysts. Katalysatorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoraktivität kontinuierlich in Flussrichtung des Gases zunimmt.Catalyst system according to claim 1, characterized in that that the catalyst activity continuously increases in the flow direction of the gas. Katalysatorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoraktivität mit einem niedrig aktiven und mit einem hoch aktiven Katalysator gesteuert wird.Catalyst system according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the catalyst activity with a low active and controlled with a highly active catalyst. Katalysatorsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Gasphasenreaktion in einem Festbettreaktor durchgeführt wird.Catalyst system according to claims 1 to 3, characterized that the catalytic gas phase reaction in a fixed bed reactor carried out becomes. Verfahren zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid durch Gasphasenoxidation von Xylol, Naphthalin oder Gemischen davon, dadurch gekennzeichnet, dass Xylol, Naphthalin oder Gemische davon und ein molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas in einem Katalysatorsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4 umgesetzt werden.Process for the preparation of phthalic anhydride by gas phase oxidation of xylene, naphthalene or mixtures thereof, characterized in that xylene, naphthalene or mixtures thereof and a molecular oxygen-containing gas in a catalyst system according to the claims 1 to 4 are implemented. Verfahren zur Herstellung von Ethylendichlorid durch Gasphasen-Oxychlorierung von Ethylen, dadurch gekennzeichnet, dass Ethylen mit Salzsäure und Luft oder Sauerstoff in einem Katalysatorsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4 umgesetzt werden.Process for the preparation of ethylene dichloride Gas phase oxychlorination of ethylene, characterized in that Ethylene with hydrochloric acid and Air or oxygen in a catalyst system according to claims 1 to 4 to be implemented. Verfahren zur Herstellung von Cyclohexanon durch Gasphasen-Dehydrierung von Cyclohexanol, dadurch gekennzeichnet, dass Cyclohexanol zu Cyclohexanon und Wasserstoff in einem Katalysatorsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4 umgesetzt wird.Process for the preparation of cyclohexanone by Gas-phase dehydrogenation of cyclohexanol, characterized in that that cyclohexanol to cyclohexanone and hydrogen in a catalyst system according to the claims 1 to 4 is implemented. Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch Gasphasenoxidation von Benzol, Butan oder Buten, dadurch gekennzeichnet, dass Benzol, Butan oder Buten und Luft bzw. Sauerstoff in einem Katalysatorsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4 umgesetzt werden.Process for the preparation of maleic anhydride by gas-phase oxidation of benzene, butane or butene, characterized that benzene, butane or butene and air or oxygen in a catalyst system according to the claims 1 to 4 are implemented. Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure durch Gasphasenoxidation von Propen, dadurch gekennzeichnet, dass Propen und Dampf oder Luft zu Acrolein in einem ersten Katalysatorsystem umgesetzt werden und die Weiteroxidation von Acrolein in einem zweiten Katalysatorsystem durchgeführt wird, wobei das erste oder das zweite oder beide Katalysatorsysteme nach den Ansprüchen 1 bis 4 ausgelegt sind.Process for the preparation of acrylic acid Gas phase oxidation of propene, characterized in that propene and steam or air to acrolein in a first catalyst system be reacted and the further oxidation of acrolein in a second Catalyst system performed is, wherein the first or the second or both catalyst systems according to the claims 1 to 4 are designed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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