DE1063141C2 - Verfahren zur Herstellung eines auf einen Traeger aufgebrachten Eisenoxyd-Molybdaenoxyd-Katalysators fuer die Herstellung von Formaldehyd durch Oxydation von methanol - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines auf einen Traeger aufgebrachten Eisenoxyd-Molybdaenoxyd-Katalysators fuer die Herstellung von Formaldehyd durch Oxydation von methanolInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
ANMELDETAG:
BEKANNTMACHUNG,
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:
AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:
PATENTSCHRIFT:
DBP 1063141 kl. 12 ο 7/01
INTERNATIONALE KL.
BOIj; C 07c
26. A U G U S T 1955
13. AUGUST 1959 21. JANUAR 1960
STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT
1 063 141 (R H7325 IV h 112 o)
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung. eines auf einen Träger aufgebrachten
Eisenoxyd-Molybdänoxyd-Katalysators für die Her-Stellung von Formaldehyd aus Methanol durch
Oxydation. .
Ein älterer, nicht veröffentlichter Vorschlag sieht bereits einen ungestützten Molybdän-Eisenoxyd-Katalysator
zur Umwandlung von Methanol· in Formaldehyd durch Oxydation mit Luft vor, welcher zunächst
in Form eines Vorproduktes hergestellt und später in dem Methanolkonverter aktiviert wird. Die Herstellung
des Vorproduktes erfolgt dabei durch Fällen einer wäßrigen Lösung eines Eisensalzes mit einer
wäßrigen Lösung eines Molybdatsalzes in saurem Medium und anschließende Trocknung des sich ergebenden
Niederschlages. Vorzugsweise wird bei der Herstellung dieses Katalysators Eisenchlorid und
Ammoniummolybdat oder ein Alkalimetallmolybdat verwendet. Ferner werden dabei noch bestimmte Bedingungen
hinsichtlich des Mengenverhältnisses sowie des pH-Wertes der Lösungen, der Trocknung des
Niederschlages und der Aktivierung des Vorproduktes ungehalten. Die Verwendung dieses Katalysators
jringt bereits verschiedene bedeutsame Vorteile mit sich. So kann er vor allem als Vorprodukt, ohne
Schaden zu erleiden, über weite Strecken transportiert und lange Zeit gelagert werden und ermöglicht außerdem
eine verhältnismäßig hochgradige Umwandlung von Formaldehyd in Methanol.
Darüber hinaus ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd durch Oxydation von
Methylalkohol bekanntgeworden, bei welchem ein aktiver, auf einen Träger aufgebrachter Eisenoxyd-Molybdänoxyd-KatalysatOT
Verwendung findet. Der Katalysator wird dabei dadurch gebildet, daß man ein
Gemisch der Oxyde auf als Träger dienende Metallsphäroide, und zwar insbesondere Stahlkugeln, niederschlägt
und das Ganze dann vollständig trocknet. Die Herstellung eines Vorproduktes und dessen spätere
Aktivierung, in dem Methanolkonverter erfolgt dagegen nicht. Mit dem Katalysator sollen auch schon
recht gute Ergebnisse bei der Herstellung von Formaldehyd erzielt werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung unterscheidet sich von dem erwähnten älteren Vorschlag dadurch,
daß es die Herstellung eines mit einem bestimmten Träger versehenen Katalysators zum Gegenstand hat,
wobei der Unterschied gegenüber dem bekannten Verfahren im wesentlichen darin liegt, daß ein Katalysator
mit einer anderen Wirk- sowie Trägersubstanz gebildet und dieser Katalysator zunächst in Form eines
Vorproduktes hergestellt wird.
Gemäß der Erfindung werden als Katalysatorträger Carbide des Siliciums, Wolframs oder Eisens und/
Verfahren zur Herstellung
eines auf einen Träger aufgebrachten
Eisenoxyd-Molybdänoxyd-Katalysators für die Herstellung von Formaldehyd
durch Oxydation von Methanol
Patentiert für:
Reichhold Chemicals, Inc., Detroit, Mich. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 27. August 1954
Frederic J. Shelton und Eugene M. Barrentine,
Seattle, Wash. (V. St. Α.), sind als Erfinder genannt worden
oder gesintertes Eisenoxyd verwendet. Bei der Katalysatorherstellung
wird erfindungsgemäß dann so verfahren, daß man den Träger mit einer' gesättigten
Lösung eines Eisen-Molybdänoxalates tränkt und zuerst
zu einem Vorprodukt trocknet, welches später in dem Umsetzungsgefäß für das Methanol durch Aktivierung
in den eigentlichen Katalysator umgewandelt wird.
Was den Katalysatorträger anbetrifft, wurden bei der Entwicklung der Erfindung zahlreiche Stoffe
untersucht, und zwar Stahlkügelchen, Stahlnüßchen, gesintertes Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd in Form
von Kügelchen, kristallines Siliciumcarbid, gesintertes Siliciumcarbid, kristallines Wolframcarbid, gesintertes
Eisencarbid und gesintertes Eisenoxyd. Von diesen erwiesen sich jedoch lediglich die Carbide und gesintertes
' Eisenoxyd als zufriedenstellend. Siliciumcarbide sind zu bevorzugen. Die beste Form von
Siliciumcarbid ist dabei gesintertes Material. Ferner zeigte sich, daß poröses gesintertes Siliciumcarbid mit
einem spezifischen Gewicht von 2,4 bis 2,9 besonders gute Eignung besitzt. Je nach den Betriebsbedingungen
und der Art des Methanolkonverters kann die Korngröße des Siliciumcarbids dabei innerhalb des verhältnismäßig
weiten Bereiches von etwa 25 bis 0,3 mm variieren. Zu bevorzugen ist jedoch eine Korngröße
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von etwa 6,25 bis 1,25 mm. Gesintertes Siliciumcarbid von besonders guter Qualität ist das, welches von der
amerikanischen Carborundum Company hergestellt wird.
Bei der Katalysatorherstellung wird zur Bildung der Eisen-Molybdän-Oxalat-Lösung vorzugsweise ein
eisenhaltiges Öxalat oder ein eisenhaltiges Ammoniumoxalat sowie Ammoniumheptamolybdat verwendet. Zur Herstellung des Katalysators können aber
auch Eisencitrat, Eisenammoniumcitrat, Eisennitrat, Eisenchlorid oder irgendwelche anderen Ferri- oder
Ferrosalze, welche ein flüchtiges oder abscheidbares Anion besitzen, benutzt werden. Ferner kann man
hierzu jedes Molybdän enthaltende Salz verwenden, welches ein flüchtiges oder abscheidbares Anion oder
Kation in Kombination mit dem Molybdän aufweist.
Während vorzugsweise Eisen-Molybdän-Oxalat in
vollständiger wäßriger Lösung dem als Träger dienenden Stoff zugegeben wird, ist es auch möglich, ein
Eisenoxyd-Molybdänoxyd-Gemisch in Gegenwart des Trägerstoffes ausfallen zu lassen. In jedem Falle wird
die sich bildende Mischung, welche aus dem Niederschlag sowie dem Trägerstoff besteht, dann eingedampft
und getrocknet.
Das Eindampfen erfolgt unter atmosphärischen Bedingungen sowie unter ständigem Rühren. Das Trocknen
wird zweckmäßig in einem Trockner ausgeführt, welcher mit Kratzeinrichtungen versehen ist, und zwar
vorzugsweise in einem Drehtunneltrockner. Während der Trocknung der Mischung ist der Niederschlag
nämlich bestrebt, sofern keine Bewegung desselben erfolgt, sich auf Grund des Unterschiedes in der Teilchengröße
von dem Trägerstoff zu trennen. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß der Niederschlag bei der
Trocknung ein Stadium durchläuft, in welchem er sich in einem zähen bzw. klebrigen Zustand befindet
und jine besondere Schicht an den Wandungen des die Mischung enthaltenden Behälters bildet. Diese Schicht
behindert die Wärmeübertragung, verlängert die Trockenzeit und fördert die Trennung des Niederschlages
von dem Trägerstoff. Eine Bewegung des Trockengutes ist daher auch erwünscht, um den
Niederschlag während des kritischen klebrigen Trokkehstadiums gleichmäßig verteilt zu halten sowie eine
Zusammenballung von bereits mit Niederschlagsmasse überzogenen Teilchen des Trägerstoffes zu vermeiden.
Die Trocknung wird weiterhin so durchgeführt, daß das sich bei ihr ergebende Katalysatorvorprodukt leicht
gehandhabt werden kann. Es darf aber nicht zu vollkommener Trockenheit gebracht werden, da dies einen
brüchigen Katalysator ergeben würde. Wie sich herausstellte, ist das Vorhandensein geringer Mengen an
Wasser und Ammoniak in dem Katalysatorvorprodukt erforderlich, um ein widerstandsfähiges Produkt zu
erhalten, welches in gewöhnlichen Behältern versandt werden kann. Zweckmäßig besitzt das fertige Katalysatorvorprodukt
einen Feuchtigkeitsgehalt, welcher 2 bis 25'°/o des Gesamtgewichtes ausmacht.
Die Urnwandlung des Katalysatorvorproduktes in den Katalysator erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise
durch Behandlung mit Hitze und Blasluft. Bei der Durchführung dieser Umwandlung wird das
Katalysatorvorprodukt in die Katalysatorrohre eingebracht, und zwar bei einem üblichen Konverter mit
einer Anzahl parallel angeordneter einzölliger Rohre gewöhnlich bis zu einer Höhe von etwa 530 mm. Das
Bad, welches die Katalysatorrohre umgibt, wird dann auf eine Temperatur zwischen 200 und 300° C erhitzt,
und man bläst alkoholfreie Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 6 bis 18 m pro Minute
durch die Katalysatorrohre. Das Heizen und Blasen wird fortgesetzt, bis sämtliche flüchtige Bestandteile,
und zwar insbesondere Ammoniak und Wasser, entfernt sind. Andere Verfahren zur Entfernung der
flüchtigen Bestandteile können jedoch auch Verwendung finden. So kann man Luft durch chemische oder
physikalische Mittel dehydrieren, z. B. indem man Phosphorpentoxyd, Calciumchlorid, Kieselerdegel benutzt
und die sich ergebende Luft so lange und bei
ίο einer solchen Temperatur, wie es zur Entfernung von
allem Wasser und allen anderen flüchtigen Stoffen erforderlich ist, durch den Katalysator schickt. Nach
Entfernung der flüchtigen Bestandteile ist der aktive Katalysator zur Benutzung fertig, und man kann ein
gasförmiges Gemisch von Methanol und Luft zur Herstellung von Formaldehyd durch den Konverter
leiten.
Wie sich ergab, kann das Gewichtsverhältnis der eigentlichen Katalysatormasse zu dem Trägerstoff
zwischen 0,2 und 0,6 liegen. Das Optimum dieses Verhältnisses beträgt jedoch 0,3 bis 0,4. Ferner kann das
Molverhältnis von MoO3 zu FeO2 in der Katalysatormasse
zwischen 3,4:1 und 11,1:1 liegen. Das. optimale Verhältnis stellt hier etwa 6,8 : 1 dar.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
schematisch dargestellt. Wie sich aus dieser Darstellung ergibt, wird das Methanol aus einem
Speicherbehälter 10 zu einem dampfbeheizten Verdämpfer 11 gepumpt. Die erforderliche Luft wird
durch ein Gebläse 12 längs eines Wärmeaustauschers 13 und eines Erhitzers 14 herangefördert. Der Methanoldampf und die Luft gelangen dann, von einem
normalen Durchflußscheibenströmungsmesser gesteu- i ert, in abgemessenen Mengen in eine Venturimischkammer
15. Der heiße gemischte Methanol-Luft-Strom wird dann durch die erhitzte Katalysatorschicht
geführt, welche innerhalb eines Methanolkonverters 16 in einer Serie von im Außendurchmesser einzölligen
und etwa 1,20 m langen Rohren untergebracht ist. Ein W'ärmeübertragungsmedium 17 umgibt die
Katalysatorrohre des Konverters 16. Nach Verlassen der Katalysatorschicht passieren die zur Reaktion gekommenen
Gase den Wärmeaustauscher 13 und wärmen die durch diesen geführte Eintrittsluft vor. Das
Formaldehyd enthaltende gekühlte Gas wird dann durch einen Absorptionsturm 18 geleitet. Dort findet
eine Absorption des Formaldehyds in Wasser statt. Dabei fällt unmittelbar eine 37prozentige, für den Handel
brauchbare Formaldehydlösung an, welche weniger als 1% Methanol und 0,02 °/o Ameisensäure enthält.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators kann das Methanol-Luft-Gemisch dem Konverter
mit Strömungsgeschwindigkeiten bis zu etwa 140 m pro Minute zugeführt werden. Das Optimum
liegt indessen bei einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 92 m pro Minute.
Zur weiteren Erläuterung mögen die folgenden Beispiele dienen.
Bei diesem Beispiel handelt es sich um die Herstellung eines Katalysators mit hohem Eisengehalt, und
es wird wie folgt verfahren:
1. 20,4kgAmmoniumheptamolybdat[(NH4)6MoO24·
4H2O] von Reagensqualität wurden in 45,4 kg destilliertem Wasser gelöst, und die Lösung wurde
mit A bezeichnet.
2. 15 kg Eisenammoniumoxalat [Fe(NH4)3(C2O4)3·
4H2O] von Reagensqualität wurden in 27,2 kg
destilliertem Wasser gelöst, und die Lösung wurde mit B bezeichnet.
3. 56,7 kg gesintertes Siliciumcarbid mit einer Korngröße von 3,18 mm bis 2,54 mm wurden der
Lösung B in einem Trockner zugegeben.
4. Die Lösung A wurde in die von der Lösung B und dem Stützstoff gebildete Masse unter Rühren eingebracht.
5. Die sich ergebende Mischung wurde dann durch Sieden auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa
16% eingedampft, und zwar in einem dampfbeheizten mechanischen Trockner unter ständigem
Rühren und bei atmosphärischem Druck.
6. Der mit der Katalysatormasse überzogene Stützstoff wurde danach 16 Stunden lang bei etwa
105° C getrocknet, alsdann in den Konverter eingebracht und dort abschließend getrocknet und
aktiviert.
Hierbei ergibt sich ein Katalysatorvorprodukt von etwa 35°/o höherem Gewicht als das Gewicht des in
ihm enthaltenen Stützstoffes. Eine Erhitzung dieses Vorproduktes auf etwa 370° C bewirkt einen 13,5prozentigen
Verlust an flüchtigen Stoffen. Die getrocknete Überzugsmasse des Stützstoffes besitzt ein Gewichtsverhältnis von Fe2O3 zu MoO3, welches etwa 1 : 5,03
beträgt.
Die abschließende Zubereitung und Aktivierung des Katalysators wurde durchgeführt, indem man das
Katalysatorvorprodukt in den Katalysatorraum des Konverters einbrachte und die Temperatur des Konverterbades
in 2 Stunden langsam auf etwa 257 bis 266° C erhöhte sowie gleichzeitig einen milden Luftstrom
mit einer ungefährlichen Strömungsgeschwindigkeit von 15 m pro Minute durch die Katalysatorschicht
blies. Dieses Durchblasen von Luft durch die Katalysatorschicht wurde bei der erhöhten Temperatur
fortgesetzt, bis keine weiteren Spuren von Ammoniak oder Wasser mehr in den Abgasen des Konverters enthalten
waren.
In diesem Zeitpunkt begann man dann mit der
Methanolzufuhr. Die Verwendbarkeit des, wie oben "beschrieben, erfindungsgemäß hergestellten Katalysators
erhellt im übrigen aus nachfolgendem Versuch:
Die Konverterrohre besaßen einen 16 mm weiten Innendurchmesser und enthielten einen mittleren
Wärmeschacht mit 4,8 mm dickem Außen durchmesser. Sie waren mit dem Katalysator bis zu einer Höhe von
622 mm'gefüllt. Die Badtemperatur des Konverters betrug etwa 383° C. Das zugeführte Gemisch enthielt
unter Zugrundelegung der Nocmalbedingungen von 0° C und 1 at 34 dm3 Luft pro Minute sowie 4,42 cm3
Methanol pro Minute, was etwa 8 Gewichtsprozent an Methanol in dem zugeführten Gemisch ausmacht. Vor
Eintritt in die Katalysatorschicht wurde das Gemisch auf etwa 121° C erhitzt. Dabei ergab sich ein Ertrag
von 39,5 kg Formaldehydgas pro 45,4 kg zugeführtern Methanol. Die Temperatur innerhalb des Katalysators
lag zwischen etwa 424 und 451° C.
Bei diesem Beispiel handelt es sich um die Herstellung
eines Katalysators mit geringem Eisengehalt, und ■es wird wie folgt vorgegangen:
1. 20,4kgAmmoniumheptamolybdat [ (NH4)6Mo7O24 ·
4H2O] höchsten Reinheitsgrades wurden in 45,4 kg warmem destilliertem Wasser in einem mit
Glas verkleideten Behälter gelöst.
2. 9,lkgEisenammoniumoxalat [Fe(NH4)3(C2O4)3·
4H2O] höchsten Reinheitsgrades wurden in der
Ammoniumheptamolybdatlösung des ersten Schrittes bei leichter Erwärmung auf etwa 60° C gelöst.
3. Die nach dem zweiten Schritt anfallende Lösung wurde in einem Trockner zu 56,7 kg gesintertem
Siliciumcarbid mit einer Korngröße von 4,25 bis 3,18 mm gegeben.
4. Die sich ergebende Mischung wurde dann unter ständiger Bewegung in einem dampfbeheizten
mechanischen Trockner bei atmosphärischem
ίο Druck auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa
Γ4'% eingetrocknet. ' · .
5. Der mit der Katalysatormasse überzogene Stützstoff erfuhr danach eine 24stündige weitere Trocknung
bei etwa 105° C.
X5 Die Katalysatormasse, welche auf diese Weise als
Überzug auf dem Siliciumcarbidstützstoff hergestellt
wurde, besaß ein Gewichtsverhältnis von Fe2O3 zu
MoO3, welches annähernd 1 : 10,25 betrug.
Die abschließende Zubereitung und Aktivierung des Katalysatorvorproduktes erfolgte, indem man dieses
in den Katalysatorraum einbrachte, in 4 Stunden die Badtemperatur des Konverters langsam von etwa
21° C auf etwa 257 bis 266° C erhöhte und nach Erreichen
einer Temperatur von etwa 93,5° C einen leichten Luftstrom mit einer Strömungsgeschwindigkeit
von 6,1 m pro Minute durch die Katälysatorschicht blies. Dieses Durchblasen von Luft durch die Katalysatorschicht
wurde fortgesetzt, bis alle Spuren von Ammoniak und Wasser in den Abgasen des Konverters
verschwunden waren.
Damit war dann der Katalysator für den Einsatz fertig, und es konnte mit der Methanolzufuhr begonnen
wenden. Die Verwendbarkeit des, wie oben beschrieben, erfindungsgemäß hergestellten Katalysators
erhellt aus folgendem Versuch:
Die Konverterrohre besaßen einen Innendurchmesser von 25,4 rnm und enthielten einen Wärmeschacht
mit 4,8 mm Außendurchmesser. Sie waren mit dem Katalysator bis zu einer Höhe von 585 mm gefüllt.
Es wurde mit einer Badtemperatur von 260° C gearbeitet. Das zugeführte Gemisch von Methanol und
Luft enthielt bei einem lOprozentigen Gewichtsanteil von Methanol einen Luftanteil von 11,5 dm3 pro
Minute. Vor Eintritt in die Katalysatorschicht fand eine Erhitzung des Gemisches auf etwa 199° C statt.
In der Katalysatorschicht wurden Temperaturen von etwa 299 bis 313° C erzeugt. Dabei ergab sich ein
Ertrag von 39,1 kg Formaldehydgas pro 45,4 kg zugeführtem Methanol.
Bei diesem Beispiel wurde wie folgt gearbeitet: 20,4 kg Ammoniumheptamolybdat wurden zunächst
entsprechend den Anweisungen für Beispiel II gelöst, und die Herstellung des Katalysators fand dann in
Übereinstimmung mit dem Vorgehen bei Beispiel II statt, jedoch mit dem Unterschied, daß bei dem zweiten
Schritt 11,35 kg warmes Wasser zu der Lösung des ersten Schrittes gegeben und danach in der sich ergebenden
Lösung bei leichter Erwärmung auf 60° C Eisenammoniumoxalat in einer Menge von 27,2 kg gelöst
wurden. Die weitere Vergütung und Aktivierung dieses Katalysators entsprach der des Beispiels II. Die
Verwendbarkeit des erfindungsgemäß hergestellten Katalysators erhellt aus folgendem Versuch:
Der nach obigen Angaben hergestellte Katalysator,
befindlich in einem Konverter entsprechend Beispiel II, wurde mit Methanol in Berührung gebracht, wobei das
zugeführte Methanol-Luft-Gemisch einen 16prozentigen Gewichtsanteil an Methanol bei einem Luftanteil
von 31,2 dm3 enthielt, pro Minute und Zoll des Innendurchmessers
der Katalysatorrohre. Vor Eintritt in die Katalysatorschicht erfolgte eine Erhitzung des Gemisches
auf etwa 199° C. In der Katalysatorschicht wurden Temperaturen, von etwa 368,5 bis 384,5° C
festgestellt. Dabei ergab" sich ein Ertrag von 34 kg Formaldehydgas pro 45,5 kg zugeführtem Methanol.
Gegenüber der Verwendung des ungestützten Katalysators gemäß dem erwähnten älteren Vorschlag
bringt die erfindungsgemäße Verwendung eines Katalysators mit einem Trägerstoff verschiedene Vorteile
mit sich. So kann der Katalysator nach der Erfindung zur Oxydation von Methanol-Luft-Gemischen verwendet
werden, welche bis zu 16 Gewichtsprozent Methanol enthalten, während bei dem Katalysator nach dem
älteren Vorschlag nur mit Methanol-Luft-Gemischen gearbeitet werden kann, welche einen Methanolgehalt
bis zu 11 Gewichtsprozent aufweisen.
Sofern bei der Verwendung des Katalysators nach dem älteren Vorschlag ein Methanol-Luft-Gemisch benutzt
wird, dessen Methanolgehalt oberhalb von 11 Gewichtsprozent liegt, nimmt die in dem Konverter
bzw. den Katalysatorrohren stattfindende exotherme Oxydationsreaktion nämlich explosionsartige Formen
an, was zu Verlusten des Katalysators durch Herausblasen desselben aus den Katalysatorrohren und ferner
zu mehr oder weniger großen Beschädigungen der gesamten Anlage führt. Demgegenüber ist die Explosionsgefahr
bei Verwendung des Katalysators gemäß der Erfindung selbst bei beträchtlich über 11% liegendem
Methanolgehalt sehr gering und wird erst bei Methanolgehalten über 16% größer.
Es ist anzunehmen, daß der Grund, aus welchem der Katalysator gemäß der Erfindung ohne größere
Explosionsgefahr zur Oxydation von Methanol-Luft-Gemischen mit einem Methanolgehalt von 11 bis
16 Gewichtsprozent benutzt werden kann, darin liegt, daß in diesem Katalysator breitere Wärmezonen und
geringere Wärmezonentemperaturen als bei dem Katalysator gemäß dem älteren Vorschlag erzeugt werden.
Ein Vergleich der Temperaturen, welche bei gleichen Arbeitsbedingungen in einem mit dem Katalysator gemäß
der Erfindung gefüllten Katalysatorrohr sowie einem mit dem Katalysator gemäß dem älteren Vorschlag
gefüllten Katalysatorrohr gemessen wurden, ist in Fig. 2 veranschaulicht. Hieraus ergibt sich, daß
in dem Rohr mit dem Katalysator gemäß der Erfindung die Maximaltemperatur geringer und die durch
Temperaturen oberhalb von 274° C gekennzeichnete Reaktionszone länger ist als in dem Rohr mit dem
Katalysator nach dem älteren Vorschlag. Die Ursache hierfür dürfte im wesentlichen in der bedeutenden
mechanischen Stärke des neuen Katalysators liegen, was auch daran zu erkennen ist, daß sich die Höhe der
Katalysatorschicht in den Katalysatorrohren während der gesamten Lebensdauer des Katalysators nicht
wesentlich verringert, während bei dem Katalysator nach dem älteren Vorschlag eine Verringerung derselben von etwa 10% eintritt.
Dies hat zur Folge, daß durch die Verwendung des Katalysators gemäß der Erfindung gegenüber der Verwendung
des Katalysators nach dem älteren Vorschlag bei der gleichen Anlage und ohne sonstige Änderungen eine Erhöhung der Produktionskapazität um
mehr als 45% erzielt werden kann. Ferner wird durch die Verwendung des Katalysators nach der Erfindung
wegen der geringen Explosionsgefahr die Sicherheit wesentlich erhöht. Schließlich werden durch die Verwendung des Katalysators nach der Erfindung auch
noch die Katalysatorkosten beträchtlich erniedrigt, und zwar können sie sich gegenüber der Verwendung
des Katalysators nach dem älteren Vorschlag pro Füllung bis zu etwa 80%. verringern.
Die Verwendung des Katalysators gemäß der Erfindung ergibt darüber hinaus aber auch verschiedene
Vorteile gegenüber dem erwähnten bekannten Verfahren. Der Hauptvorteil liegt dabei darin, daß sich
der erfindungsgemäße Katalysator als Vorprodukt herstellen läßt und als solches ohne Beeinträchtigung über
lange Strecken transportiert sowie lange Zeit gelagert werden kann. Ferner zeichnet sich das erfindungsgemäße
Verfahren gegenüber dem bekannten Verfahren noch durch die Möglichkeit zur Verwendung
von Methanol-Luft-Gemischen mit besonders hohem Methanolanteil sowie sehr große Ausbeuten an Formaldehyd aus.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines auf einen Träger aufgebrachten Eisenoxyd-Molybdänoxyd-Katalysators
für die Herstellung von Formaldehyd durch Oxydation von Methanol, dadurch gekennzeichnet,
daß ein aus Silicium-, Wolfram- oder Eisencarbid und/oder gesintertem Eisenoxyd bestehender
Träger mit einer gesättigten Lösung eines Eisen-Molybdänoxalates getränkt und zuerst
zu einem Vorprodukt getrocknet wird, welches in dem Umsetzungsgefäß für das Methanol durch
Aktivierung in den eigentlichen Katalysator umgewandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung des Vorproduktes
in den Katalysator durch Behandlung mit Hitze und Blasluft erfolgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eisenhaltiges Oxalat
oder eisenhaltiges Ammoniumoxalat verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ammoniumheptamolybdat
verwendet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 575 767.
Deutsche Patentschrift Nr. 575 767.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 909 607/406 8. f909 696/318 1.6Oi
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