DE112009000404T5 - Phase-enriched MoVTeNb mixed oxide catalyst and process for its preparation - Google Patents

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DE112009000404T5
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Ayyamperumal Sakthivel
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Olaf Timpe
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Metalloxidkatalysatormaterials, umfassend ein Mischoxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
(i) Unterwerfen einer Katalysator-Precursor-Mischung, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), einer Calcinierungsbehandlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von 150 bis 400°C, wodurch ein calciniertes Katalysatormaterial hergestellt wird,
(ii) Unterwerfen des calcinierten Katalysatormaterials einer Behandlung bei einem Druck von mindestens 10 MPa und einer Temperatur von mindestens 400°C in Gegenwart einer inerten fluiden Phase, wodurch ein Katalysatormaterial, umfassend ein Mischoxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), hergestellt wird.
A process for preparing a metal oxide catalyst material comprising a composite oxide comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), said process comprising the steps of:
(i) subjecting a catalyst precursor mixture comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), a calcination treatment in an oxygen-containing atmosphere at a temperature of 150 to 400 ° C, whereby calcined catalyst material is produced,
(ii) subjecting the calcined catalyst material to a treatment at a pressure of at least 10 MPa and a temperature of at least 400 ° C in the presence of an inert fluid phase, whereby a catalyst material comprising a mixed oxide comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), Tellurium (Te) and niobium (Nb) is produced.

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Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Metalloxidkatalysator (ein -material) und Verfahren zur Herstellung davon sowie seine Verwendung in der Oxidation von Kohlenwasserstoffen. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung einen Katalysator (ein -material), umfassend Oxide von Mo, V, Te und Nb, wobei der Katalysator stark in M1-Phase angereichert ist, sowie seine Verwendung in der Oxidation von Kohlenwasserstoffen zu z. B. ungesättigten Carbonsäuren wie Acrylsäure und Methacrylsäure.The The present invention relates to a metal oxide catalyst (a material) and process for the preparation thereof and its use in the oxidation of hydrocarbons. More specifically, the present invention comprises a catalyst (a material) comprising Oxides of Mo, V, Te and Nb, where the catalyst is strong in M1 phase enriched and its use in the oxidation of hydrocarbons z. As unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid.

Stand der TechnikState of the art

Multimetalloxide, basierend auf Molybdän, Vanadium, Tellur und Niob mit einer nominellen Zusammensetzung von ungefähr Mo1V0,3Te0,23Nb0,125Ox sind aus US 5,380,933 bekannt und sollen ausgezeichnete Leistung als Katalysator in der Oxidation von Alkanen, insbesondere bei der Umsetzung von Propan zu Acrylsäure, erzielen. Trotz ihrer beträchtlichen chemischen Komplexität bestehen solche Materialien normalerweise im Wesentlichen aus zwei orthorhombischen Phasen, bekannt als M1 und M2 [ T. Ushikubo, K. Oshima, A. Kayou und M. Hatano, Studies in Surface Science and Catalysis 112 (1997) 473 ]. Minoritätsphasen wie (Mo0,93V0,07)5O14, MoO3 und TeMo5O16 [ M. Baca, A. Pigamo, J.-L. Dubois und J. M. M. Millet, Topics in Catalysis 23 (2003) 39, J. M. López Nieto, P. Botella, B. Solsona und J. M. Oliver, Catalysis Today 81 (2003)87 ] können abhängig von dem Herstellungsverfahren und dem angewandten Aktivierungsverfahren auch gebildet werden. In der M1-Phase (ICSD 55097 [Inorganic Crystal Structure Database, Fachinformationszentrum (FIZ) Karlsruhe, Deutschland]) sind eckenverknüpfte MO6 (M=Mo, V)-Oktaeder so angeordnet, dass sie 6- und 7-gliedrige Ringe bilden, die teilweise TeO-Einheiten Platz bieten [ P. DeSanto, D. J. Buttrey, R. K. Grasselli, C. G. Lugmair, A. F. Volpe, B. H. Toby und T. Vogt, Zeitschrift für Kristallographie 219 (2004) 152 , J. M. M. Millet, H. Roussel, A. Pigamo, J. L. Dubois und J. C. Jumas, Applied Catalysis A: General 232 (2002) 77 , H. Tsuji, K. Oshima und Y. Koyasu, Chemistry of Materials 15 (2003) 2112 , H. Murayama, D. Vitry, W. Ueda, G. Fuchs, M. Anne und J. L. Dubois, Applied Catalysis A: General 318 (2007) 137 ]. Es wurde postuliert, dass Niob ausschließlich im Zentrum einer pentagonalen MO7-bipyramidalen Einheit vorliegt, die mit den umgebenden Oktaedern Kanten bildet [ P. DeSanto, et al. ibid.; H. Murayama, et al., ibid. ]. Die (001)-Ebenen sind entlang der [001]-Richtung deckungsgleich gestapelt, wodurch eine bronzeähnliche Struktur ähnlich der Struktur von Cs0,7(Nb2,7W2,3)O14 gebildet wird (ICSD 67974 [Inorganic Crystal Structure Database, Fachinformationszentrum (FIZ) Karlsruhe, Deutschland; M. Lundberg und M. Sundberg, Ultramicroscopy 52 (1993) 429 ]). Die M2-Phase unterscheidet sich von der M1 durch die Abwesenheit der pentagonalen bipyramidalen Einheit und des 7-gliedrigen Ringes [ P. DeSanto et al., ibid. ]. Die Formeln der verfeinerten Einheitszellen sind als Mo7,8V1,2NbTe0,937O28,9 für M1 bzw. Mo4,31V1,36Te1,81Nb0,33O19,81 für M2 bestimmt worden [ P. DeSanto et al., ibid. ].Multimetal oxides based on molybdenum, vanadium, tellurium, and niobium with a nominal composition of about Mo 1 V 0.3 Te 0.23 Nb 0.125 O x are out US 5,380,933 are known and to achieve excellent performance as a catalyst in the oxidation of alkanes, especially in the conversion of propane to acrylic acid. Despite their considerable chemical complexity, such materials normally consist essentially of two orthorhombic phases, known as M1 and M2 [ T. Ushikubo, K. Oshima, A. Kayou and M. Hatano, Studies in Surface Science and Catalysis 112 (1997) 473 ]. Minority phases such as (Mo 0.93 V 0.07 ) 5 O 14 , MoO 3 and TeMo 5 O 16 [ M. Baca, A. Pigamo, J.-L. Dubois and JMM Millet, Topics in Catalysis 23 (2003) 39, JM Lopez Nieto, P. Botella, B. Solsona and JM Oliver, Catalysis Today 81 (2003) 87 ] can also be formed depending on the manufacturing process and the activation method used. In the M1 phase (ICSD 55097 [Inorganic Crystal Structure Database, FIZ Karlsruhe, Germany]), corner-sharing MO 6 (M = Mo, V) octahedra are arranged to form 6- and 7-membered rings, provide partial TeO units with space [ P. DeSanto, DJ Buttrey, RK Grasselli, CG Lugmair, AF Volpe, BH Toby and T. Vogt, Journal of Crystallography 219 (2004) 152 . JMM Millet, H. Roussel, A. Pigamo, JL Dubois and JC Jumas, Applied Catalysis A: General 232 (2002) 77 . H. Tsuji, K. Oshima and Y. Koyasu, Chemistry of Materials 15 (2003) 2112 . H. Murayama, D. Vitry, W. Ueda, G. Fuchs, M. Anne and JL Dubois, Applied Catalysis A: General 318 (2007) 137 ]. It has been postulated that niobium exists exclusively in the center of a pentagonal MO 7 bipyramidal unit that forms edges with the surrounding octahedra [ P. DeSanto, et al. ibid .; H. Murayama, et al., Ibid. ]. The (001) planes are congruently stacked along the [001] direction, forming a bronze-like structure similar to the structure of Cs 0.7 (Nb 2.7 W 2.3 ) O 14 (ICSD 67974 [Inorganic Crystal Structure Database, Fachinformationszentrum (FIZ) Karlsruhe, Germany; M. Lundberg and M. Sundberg, Ultramicroscopy 52 (1993) 429 ]). The M2 phase differs from the M1 in the absence of the pentagonal bipyramidal unit and the 7-membered ring [ DeSanto, et al., Ibid. ]. The formulas of the refined unit cells have been determined to be Mo 7.8 V 1.2 NbTe 0.937 O 28.9 for M1 and Mo 4.31 V 1.36 Te 1.81 Nb 0.33 O 19.81 for M2 [ DeSanto, et al., Ibid. ].

Die selektive Oxidation von Propan ist der Anwesenheit der M1-Phase zugeschrieben worden. Die M2-Phase allein aktiviert Propan nicht, aber oxidiert das Propylenintermediat selektiv. Obwohl Korrelationen zwischen Phasenzusammensetzung und katalytischen Eigenschaften noch immer lebhaft diskutiert werden, ist es allgemein akzeptiert, dass die hohe Selektivität für Acrylsäure mit der Gegenwart der M1-Phase verbunden ist [ M. Barca et al., Topics in Catalysis, und W. Ueda, D. Vitry und T. Katou, Catalysis Today 99 (2005) 43 ]. Um den Mechanismus, der dieser Aktivität zugrundeliegt, zu untersuchen, ist die Synthese von phasenreinen M1-Katalysatoren in großen Ansätzen eine Grundvoraussetzung.The selective oxidation of propane has been attributed to the presence of the M1 phase. The M2 phase alone does not activate propane but selectively oxidizes the propylene intermediate. Although correlations between phase composition and catalytic properties are still vividly debated, it is generally accepted that the high selectivity for acrylic acid is linked to the presence of the M1 phase [ M. Barca et al., Topics in Catalysis, and W. Ueda, D. Vitry and T. Katou, Catalysis Today 99 (2005) 43 ]. To investigate the mechanism underlying this activity, the synthesis of phase-pure M1 catalysts in large scale is a prerequisite.

Üblicherweise sind zwei unterschiedliche Herstellungsverfahren, bekannt als „Aufschlämmungsverfahren” („slurry”-Verfahren) oder „Hydrothermalbehandlung”, angewendet worden, um MoVTeNb-Mischoxidkatalysatoren zu synthetisieren.Usually are two different manufacturing processes known as "slurry" processes or "hydrothermal treatment" has been used, to synthesize MoVTeNb mixed oxide catalysts.

Gemäß dem z. B. in der WO 2006/008177 beschriebenen Aufschlämmungsverfahren werden Ammoniumheptamolybdat, Ammoniummetavanadat und Tellursäure in Wasser gelöst, gefolgt von der Zugabe von Ammoniumnioboxalat, wodurch eine Aufschlämmung ausfällt, die dann sprühgetrocknet wird. Nach einem Calcinierungsschritt in Luft bei etwa 275°C wird die abschließende Aktivierung des Katalysators im Wesentlichen in Abwesenheit von Sauerstoff bei sehr viel höheren Temperaturen von typischerweise 600 bis 650°C durchgeführt. Dieses Herstellungsverfahren ergibt gewöhnlich Katalysatoren, die aus mehreren Phasen, einschließlich einer Mischung aus M1- und M2-Phase, zusammengesetzt sind [ P. Beato, A. Blume, F. Girgsdies, R. E. Jentoft, R. Schlögl, O. Timpe, A. Trunschke, G. Weinberg, Q. Basher, F. A. Hamid, S. B. A. Hamid, E. Omar und L. Mohd Salim, Applied Catalysis A: General 307 (2006) 137 und US 5,422,328 ]. Die Reinigung durch Nachbehandlung mit Salpetersäure [ H. Hibst, F. Rosowski und G. Cox, Catalysis Today 111 (2006) 234 ] oder H2O2 [ M. Baca und J. M. M. Millet, Applied Catalysis A: General 279 (2005) 67 ] ergibt Überschuss an Phasen-angereicherten M1-Katalysatoren. Diese Nachbehandlungen werden jedoch als umständlich angesehen und führen nicht immer zu einem Phasenreinen Material oder ändern die chemische Zusammensetzung der M1-Phase.According to the z. B. in the WO 2006/008177 Ammonium heptamolybdate, ammonium metavanadate and telluric acid are dissolved in water followed by the addition of ammonium niobium oxalate, thereby precipitating a slurry, which is then spray-dried. After a calcination step in air at about 275 ° C, the final activation of the catalyst is carried out essentially in the absence of oxygen at much higher temperatures of typically 600 to 650 ° C. This preparation process usually yields catalysts composed of several phases, including a mixture of M1 and M2 phases [ Beato, A. Blume, F. Girgsdies, RE Jentoft, R. Schlögl, O. Timpe, A. Trunschke, G. Weinberg, Q. Basher, FA Hamid, SBA Hamid, E. Omar and L. Mohd Salim, Applied Catalysis A: General 307 (2006) 137 and US 5,422,328 ]. Purification by aftertreatment with nitric acid [ H. Hibst, F. Rosowski and G. Cox, Catalysis Today 111 (2006) 234 ] or H 2 O 2 [ M. Baca and JMM Millet, Applied Catalysis A: General 279 (2005) 67 ] gives excess Pha sen-enriched M1 catalysts. However, these post-treatments are considered cumbersome and do not always result in a phase-pure material or change the chemical composition of the M1 phase.

Der alternative hydrothermale Syntheseweg für MoVTeNb-Oxidkatalysatoren ist z. B. von W. Ueda, D. Vitry, T. Kato, N. Watanabe und Y. Endo, Research an Chemical Intermediates 32 (2006) 217 beschrieben worden. Gemäß Ueda wird MoVTeNb-Oxid hydrothermal synthetisiert durch Auflösen von (NH4)6Mo7O24 und Tellursäure in Wasser und Zugeben von Lösungen aus VoSO4 und Nioboxalat. Die resultierende Aufschlämmung wird bei 80°C gerührt, bevor sie in einen Autoklaven gefüllt wird, der bei 175°C für 48 Stunden erwärmt wird. Nach dem Trocknen des erhaltenen dunkelblauen Pulvers wurden die Katalysatoren vor den katalytischen Untersuchungen unter Stickstofffluss bei 500 bis 600°C für 2 Stunden calciniert. Ueda wertet insbesondere die katalytischen Eigenschaften des orthorhombischen Mo1V0,25Te0,11Nb0,12Ox aus und findet niedrige Umsatz- und mittlere Selektivitätswerte von 33% C3H8-Umsatz bzw. 62% Acrylsäureselektivität.The alternative hydrothermal synthesis route for MoVTeNb oxide catalysts is z. B. from W. Ueda, D. Vitry, T. Kato, N. Watanabe and Y. Endo, Research an Chemical Intermediates 32 (2006) 217 been described. According to Ueda, MoVTeNb oxide is hydrothermally synthesized by dissolving (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 and telluric acid in water and adding solutions of VoSO 4 and niobium oxalate. The resulting slurry is stirred at 80 ° C before being placed in an autoclave which is heated at 175 ° C for 48 hours. After drying the obtained dark blue powder, the catalysts were calcined at 500 to 600 ° C for 2 hours before the catalytic tests under nitrogen flow. In particular, Ueda evaluates the catalytic properties of the orthorhombic Mo 1 V 0.25 Te 0.11 Nb 0.12 O x and finds low conversion and average selectivity values of 33% C 3 H 8 conversion and 62% acrylic acid selectivity, respectively.

In einer zweiten Veröffentlichung stellte Ueda [ W. Ueda, D. Vitry, Y. Morikawa und J. L. Dubois, Applied Catalysis A: General 251 (2003) 411 ] orthorhombische MoVTeNb-Mischoxide auch durch Anwenden einer Synthesetemperatur von 448K (175°C) und einer Synthesezeit von 48 Stunden dar. Verschiedene andere Autoren führten die Hydrothermalsynthese unter ähnlichen Bedingungen in einem Teflon-ausgekleideten Edelstahlautoklaven unter Verwendung unterschiedlicher metallhaltiger Verbindungen und verschiedener Metallstöchiometrien durch [ P. Botella, B. Solsona, A. Martinez-Arias, J. M. López Nieto, Catalysis Letters 74 (2001) 149 ; P. Botella, J. M. López Nieto, B. Solsona, A. Mifsud und F. Márquez, Journal of Catalysis 209 (2002) 445 ; P. Botella, E. Garcia-González, J. López Nieto und Y. Moreno, Catalysis Today 99 (2005) 51 ; F. Ivars, P. Botella, A. Dejoz, J. M. López Nieto, P. Concepción und M. I. Vazquez, Topics in Catalysis 38 (2006) 59 ]. Nach der Wärmebehandlung der hydrothermal hergestellten Precursor über 2 Stunden bei 600°C in Stickstoff erhielten sie gewöhnlich M1/M2- Phasenmischungen. Von F. Ivars et al., ibid. , hat es den Anschein, dass M1 als eine Hauptphase mit einer nominellen Metallstöchiometrie von Mo/V/Te/Nb = 1/0,2/0,17/0,17 und molaren Oxalat/Molybdän-Verhältnissen im Bereich zwischen 0,2 und 0,6 erhalten worden waren. Die so synthetisierte Metallstöchiometrie von Materialien, die anscheinend höhere Mengen der M1-Phase enthielten, entsprach Mo/V/Te/Nb = 1/0,20–0,27/0,19–0,22/0,19–0,21.In a second publication, Ueda [ W. Ueda, D. Vitry, Y. Morikawa and JL Dubois, Applied Catalysis A: General 251 (2003) 411 ] orthorhombic MoVTeNb mixed oxides also by using a synthesis temperature of 448K (175 ° C) and a 48 hour synthesis time. Several other authors performed hydrothermal synthesis under similar conditions in a Teflon-lined stainless steel autoclave using different metal-containing compounds and various metal stoichiometries [ P. Botella, B. Solsona, A. Martinez-Arias, JM López Nieto, Catalysis Letters 74 (2001) 149 ; P. Botella, JM López Nieto, B. Solsona, A. Mifsud and F. Márquez, Journal of Catalysis 209 (2002) 445 ; Botella, E. Garcia-González, J. López Nieto and Y. Moreno, Catalysis Today 99 (2005) 51 ; F. Ivars, P. Botella, A. Dejoz, JM López Nieto, P. Concepción and MI Vazquez, Topics in Catalysis 38 (2006) 59 ]. After heat treatment of the hydrothermally produced precursors for 2 hours at 600 ° C in nitrogen, they usually received M1 / M2 phase mixtures. From F. Ivars et al., Ibid. , it appears that M1 is a major phase with a nominal metal stoichiometry of Mo / V / Te / Nb = 1 / 0.2 / 0.17 / 0.17 and molar oxalate / molybdenum ratios ranging between 0.2 and 0.6 were obtained. The so-synthesized metal stoichiometry of materials that appeared to contain higher amounts of the M1 phase corresponded to Mo / V / Te / Nb = 1 / 0.20-0.27 / 0.19-0.22 / 0.19-0, 21st

Die Literatur, die hinsichtlich Hydrothermalsynthese veröffentlicht wurde, betrifft die Herstellung von eher kleinen Mengen an katalytischem Material. Versuche der gegenwärtigen Erfinder, die Hydrothermalsynthese auf Katalysatormengen von mehr als 5 g aufzuskalieren, schienen darauf hinzudeuten, dass dies mit Schwierigkeiten insbesondere hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse verbunden ist.The Literature published regarding hydrothermal synthesis was concerned with the production of rather small amounts of catalytic Material. Attempts by the present inventors to hydrothermal synthesis to ascend on amounts of catalyst greater than 5 g to suggest that this is having difficulties in particular in terms of the reproducibility of the results.

Weitere strukturell verwandte NoVNbTe-Oxidkatalysatoren und ihre Verwendung in der Herstellung von Acrylsäure aus Propan sind offengelegt in EP 0 608 838 A2 , US 6,432,870 B1 , US 6,734,136 B2 , US 6,610,639 B2 , EP 1 346 766 , US 6,060,419 , US 6,426,433 B1 und US 6,541,664 B1 .Other structurally related NoVNbTe oxide catalysts and their use in the production of acrylic acid from propane are disclosed in US Pat EP 0 608 838 A2 . US Pat. No. 6,432,870 B1 . US 6,734,136 B2 . US 6,610,639 B2 . EP 1 346 766 . US 6,060,419 . US Pat. No. 6,426,433 B1 and US 6,541,664 B1 ,

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines MoVTeNb-Mischoxidkatalysators bereitzustellen, der in M1-Phase stark angereichert ist.It It is an object of the present invention to provide a process for the preparation to provide a MoVTeNb mixed oxide catalyst, which in M1 phase is greatly enriched.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von MoVTeNb-Mischoxidkatalysatoren bereitzustellen, die einen größeren Umsatz und/oder eine größere Selektivität bei der Oxidation von Kohlenwasserstoffen, insbesondere der Oxidation von Propan zu Acrylsäure zeigen.It Another object of the present invention is a method to provide for the production of MoVTeNb mixed oxide catalysts, the greater the sales and / or the larger one Selectivity in the oxidation of hydrocarbons, in particular the oxidation of propane to acrylic acid show.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von MoVTeNb-Mischoxidkatalysatoren bereitzustellen, das die Herstellung von größeren Katalysatormengen erlaubt und das bevorzugt zur Herstellung von industriell relevanten Mengen geeignet ist.It Another object of the present invention is a method to provide for the production of MoVTeNb mixed oxide catalysts, that the production of larger amounts of catalyst allowed and preferred for the production of industrially relevant Quantities is suitable.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen stabilen MoVTeNb-Mischoxidkatalysator bereitzustellen, der einen größeren Umsatz und/oder größere Selektivität bei der Oxidation von Kohlenwasserstoffen, insbesondere der Oxidation von Propan zu Acrylsäure, zeigt.It Another object of the present invention is to provide a stable MoVTeNb mixed oxide catalyst to provide a larger Turnover and / or greater selectivity in the oxidation of hydrocarbons, especially the oxidation from propane to acrylic acid, shows.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Oxidation von Kohlenwasserstoffen unter Verwendung solcher Katalysatoren bereitzustellen, insbesondere zur Oxidation von Alkanen wie Propan zu ungesättigten Carbonsäuren oder zur Ammoxidation von Propan oder Propylen zu Acrylnitril.It Another object of the present invention is a method for the oxidation of hydrocarbons using such catalysts to provide, in particular for the oxidation of alkanes such as propane to unsaturated carboxylic acids or to ammoxidation from propane or propylene to acrylonitrile.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft:

  • (I) Ein Verfahren zur Herstellung eines Metalloxidkatalysatormaterials, umfassend ein Mischoxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
  • (i) Unterwerfen einer Katalysator-Precursor-Mischung, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), einer Calcinierungsbehandlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von 150 bis 400°C, wodurch ein calciniertes Katalysatormaterial hergestellt wird,
  • (ii) Unterwerfen des calcinierten Katalysatormaterials einer Behandlung bei einem Druck von mindestens 10 MPa und einer Temperatur von mindestens 400°C in Gegenwart einer inerten fluiden Phase, wodurch ein Katalysatormaterial, umfassend ein Mischoxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), hergestellt wird;
  • (II).1) ein Metalloxidkatalysatormaterial, umfassend ein Mischmetalloxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), wobei das Metalloxidkatalysatormaterial einen Kristallinitätsgrad von mindestens 80 Gew.-% und einen Gehalt an M1-Phase in einer Menge von mindestens 85 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an kristalliner Metalloxidphase, aufweist, und erhältlich ist durch das obige Verfahren und bevorzugt eine mittlere Zusammensetzung aufweist, die innerhalb der durch die allgemeine Formel (I) definierten Bereiche liegt: MoVaTebNbcZdOx (I)worin a = 0,15–0,50, b = 0,02–0,45, insbesondere 0,05–0,40, c = 0,05–0,45, d ≤ 0,05 und x die molare Zahl von Sauerstoff ist, der an die Metallatome, die in diesem Mischmetalloxid vorliegen, gebunden ist, welche aus der relativen Menge und Valenz der Metallelemente folgt, und Z zumindest ein Element ist, ausgewählt aus Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pd und Bi, sowie
  • 2) ein Metalloxidkatalysatormaterial, umfassend ein Mischoxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), wobei das Metalloxidkatalysatormaterial einen Kristallinitätsgrad von mindestens 80 Gew.-% aufweist und M1-Phase in einer Menge von mindestens 85 Gew.-% umfasst, bezogen auf die Gesamtmenge an kristalliner Metalloxidkatalysatorphase, und eine mittlere Zusammensetzung innerhalb der durch die folgende Formel (II) definierten Bereiche aufweist: MoVaTebNbcZdOx (II)worin a = 0,28–0,40, bevorzugt 0,29–0,38, insbesondere 0,30–0,36, b = 0,03–0,30, insbesondere 0,05–0,25, c = 0,05–0,20 und d und x wie oben definiert sind;
  • III. ein Verfahren zur Herstellung eines oxidierten Kohlenwasserstoffes aus einem Kohlenwasserstoff, welches umfasst: Unterwerfen des Kohlenwasserstoffs einer katalytischen Dampfphasenoxidationsreaktion in Gegenwart von Sauerstoff und eines Katalysators, umfassend ein Metalloxidkatalysatormaterial, wie oben definiert, bevorzugt ein Verfahren, worin der Kohlenwasserstoff ein Alkan ist und der oxidierte Kohlenwasserstoff eine ungesättigte Carbonsäure ist; und
  • IV. ein Verfahren zur Erhöhung des Gehaltes an M1-Phase in einem calcinierten Metalloxidkatalysator, umfassend ein Mischoxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), das den folgenden Schritt umfasst: Unterwerfen des calcinierten Metalloxidkatalysators einer Behandlung bei einem Druck von mindestens 10 MPa und einer Temperatur von mindestens 400°C in Gegenwart einer inerten fluiden Phase, was vorteilhafterweise bei der Regeneration dieser calcinierten Katalysatoren engesetzt werden kann.
The present invention relates to:
  • (I) A process for producing a metal oxide catalyst material comprising a composite oxide comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), said process comprising the steps of:
  • (i) subjecting a catalyst precursor mixture comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), a calcination treatment in an oxygen-containing atmosphere at a temperature of 150 to 400 ° C, whereby calcined catalyst material is produced,
  • (ii) subjecting the calcined catalyst material to a treatment at a pressure of at least 10 MPa and a temperature of at least 400 ° C in the presence of an inert fluid phase, whereby a catalyst material comprising a mixed oxide comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), Tellurium (Te) and niobium (Nb);
  • (II) .1) a metal oxide catalyst material comprising a mixed metal oxide comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), the metal oxide catalyst material having a degree of crystallinity of at least 80% by weight and a content of M1 phase in an amount of at least 85% by weight, based on the total amount of crystalline metal oxide phase, obtainable by the above process and preferably having an average composition within the ranges defined by general formula (I) lies: MoV a Te b Nb c Z d O x (I) where a = 0.15-0.50, b = 0.02-0.45, especially 0.05-0.40, c = 0.05-0.45, d ≤ 0.05, and x is the molar number of oxygen bound to the metal atoms present in this mixed metal oxide, which follows from the relative amount and valency of the metal elements, and Z is at least one element selected from Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pd and Bi such as
  • 2) a metal oxide catalyst material comprising a mixed oxide comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), wherein the metal oxide catalyst material has a degree of crystallinity of at least 80% by weight and M1 phase in an amount of at least 85% by weight, based on the total amount of crystalline metal oxide catalyst phase, and having an average composition within the ranges defined by the following formula (II): MoV a Te b Nb c Z d O x (II) where a = 0.28-0.40, preferably 0.29-0.38, in particular 0.30-0.36, b = 0.03-0.30, in particular 0.05-0.25, c = 0.05-0.20 and d and x are as defined above;
  • III. a process for producing an oxidized hydrocarbon from a hydrocarbon, which comprises subjecting the hydrocarbon to a vapor phase catalytic oxidation reaction in the presence of oxygen and a catalyst comprising a metal oxide catalyst material as defined above, preferably a process wherein the hydrocarbon is an alkane and the oxidized hydrocarbon an unsaturated carboxylic acid; and
  • IV. A process for increasing the content of M1 phase in a calcined metal oxide catalyst comprising a composite oxide comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), comprising the step of: subjecting calcined metal oxide catalyst of a treatment at a pressure of at least 10 MPa and a temperature of at least 400 ° C in the presence of an inert fluid phase, which can be advantageously used in the regeneration of these calcined catalysts.

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

1 zeigt eine SEM-Abbildung einer Katalysatormaterialprobe (MoVTeNbOx), die vor einer abschließenden Aktivierungsbehandlung gemäß Beispiel 1 bei 500°C (773 K) in überhitztem Wasser behandelt wurde. 1 Figure 5 shows a SEM image of a catalyst sample (MoVTeNbO x ) treated at 500 ° C (773 K) in superheated water prior to a final activation treatment according to Example 1.

2 zeigt eine SEM-Abbildung der Katalysatormaterialprobe gemäß 1 nach der abschließenden Aktivierungsbehandlung. 2 shows an SEM image of the catalyst sample according to 1 after the final activation treatment.

3 zeigt XRD-Diagramme [(a) bis (c)] von Proben, die bei unterschiedlichen Stufen der Herstellung von MoVTeNbOx gemäß Beispiel 1 aufgenommen wurden, und ein M1-Referenzmaterial [(d)]. 3 Figure 9 shows XRD diagrams [(a) to (c)] of samples taken at different stages of production of MoVTeNbO x according to Example 1 and an M1 reference material [(d)].

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description the invention

Im Folgenden beinhaltet die Verwendung von „umfassend” auch stärker einschränkende Ausführungsformen, in denen „umfassend” durch „im Wesentlichen bestehend aus” oder „bestehend aus” ersetzt wird. Außerdem offenbart hier im Folgenden die explizite Offenbarung eines breiteren quantitativen Bereiches von Werten (z. B. a–d) zusammen mit einem eingeschlossenen (bevorzugten) engeren Bereich (z. B. b–c) auch die beiden möglichen Teilbereiche, die innerhalb des Gesamtbereiches auf einer von den beiden Seiten des engeren Bereiches liegen. Daher sind innerhalb dieses breiteren quantitativen Bereiches von Werten (z. B. a–d) weitere Ausführungsformen durch alle Bereiche (z. B. a–b, a–c, b–d oder c–d) gekennzeichnet, die durch Kombinieren irgendeiner Obergrenze oder Untergrenze dieses speziell definierten breiteren quantitativen Bereiches mit der Untergrenze oder der Obergrenze irgendeines explizit definierten und eingeschlossenen (bevorzugten) engeren Bereiches gebildet werden kann.in the The following also includes the use of "comprising" more restrictive embodiments, in which "comprising" by "essentially consisting of "or" consisting of "replaced becomes. In addition, the explicit will be disclosed here below Disclosing a broader quantitative range of values (e.g. A-d) together with an included (preferred) narrower range (eg b-c) also the two possible ones Subareas that are located within the total area on one of the lying on both sides of the narrower area. Therefore, within this wider quantitative range of values (eg a-d) more Embodiments through all areas (eg a-b, a-c, b-d or c-d), which by combining any upper limit or lower limit thereof specially defined broader quantitative range with the lower limit or the upper limit of any explicitly defined and included (preferred) narrower range can be formed.

I. KatalysatorherstellungsverfahrenI. Catalyst Preparation Process

Gemäß dem ersten Schritt (i) des beanspruchten Herstellungsverfahrens wird eine Katalysator-Precursor-Mischung, umfassend mindestens die vier Elemente Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb) und optional andere Katalysatormetallelemente, wie das unten definierte Z (im Folgenden auch mit „Katalysatormetalle” abgekürzt), einer Calcinierungsbehandlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre (Luft oder einer synthetischen sauerstoffhaltigen Atmosphäre) bei einer Temperatur von 150 bis 400°C unterworfen, wodurch ein calcinierter Katalysator-Precursor hergestellt wird.According to the becomes first step (i) of the claimed manufacturing process a catalyst precursor mixture comprising at least the four Elements molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb) and optionally other catalyst metal elements, as defined below Z (hereinafter also abbreviated to "catalyst metals"), a calcination treatment in an oxygen-containing atmosphere (Air or a synthetic oxygen-containing atmosphere) subjected to a temperature of 150 to 400 ° C, thereby a calcined catalyst precursor is prepared.

Die Katalysator-Precursor-Mischung, die in dem ersten Schritt des beanspruchten Verfahrens calciniert werden soll, kann nach jedem allgemein bekannten Verfahren erhalten werden.The Catalyst precursor mixture used in the first step of the claimed Method to be calcined, after each well-known Procedures are obtained.

Unter „Ausgangsmaterial” für die Katalysator-Precursor-Mischung verstehen wir chemische Verbindungen, die Katalysatormetalle umfassen und bei der Calcinierungsbehandlung in Metalloxide umgewandelt werden können oder die bereits solche Oxide enthalten (der Ausdruck „kann umgewandelt werden” schließt nicht aus, dass diese Umwandlung bereits zumindest teilweise zu einem früheren Zeitpunkt stattfindet, z. B. während des Trocknens bei höherer Temperatur). Das Ausgangsmaterial wird bevorzugt ausgewählt aus Salzen der Katalysatormetalle, metallhaltigen Säuren, insbesondere Oxosäuren, metallorganische Verbindungen, organische Metallkomplexe und Metalloxide. Noch bevorzugter wird es ausgewählt aus organischen Salzen und (Oxo)Säuren. Es ist möglich, die Katalysator-Precursor-Mischung herzustellen durch die Kombination von so vielen metallhaltigen Ausgangsmaterialien, wie Metalle in dem endgültigen Katalysator beinhaltet sein sollen, oder durch Zugabe von mindestens einem Ausgangsmaterial, das mehr als eines dieser Metalle enthält.Under "Source material" for the catalyst precursor mixture we mean chemical compounds, the catalyst metals include and in the calcination treatment can be converted into metal oxides or already contain such oxides (the term "can be converted "do not exclude that this transformation already at least partially at an earlier date takes place, for. B. during drying at higher Temperature). The starting material is preferably selected from salts of the catalyst metals, metal-containing acids, in particular oxo acids, organometallic compounds, organic Metal complexes and metal oxides. More preferably, it is selected from organic salts and (oxo) acids. It is possible, to prepare the catalyst precursor mixture by the combination from as many metal-containing starting materials as metals in should be included in the final catalyst, or by adding at least one starting material which is more than contains one of these metals.

Bevorzugt wird die Katalysator-Precursor-Mischung hergestellt in einem Nassmischverfahren, das bevorzugt folgende Schritte umfasst:

  • (a) Herstellen einer Lösung oder Dispersion aus Ausgangsmaterialien (z. B. Salzen und/oder Säuren), umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb) und optional mindestens ein weiteres Metall, das zu dem Katalysator zugegeben werden soll, wie das unten definierte Element Z, in einem Lösungsmittel,
  • (b) optionales Ausfällen gelöster Ausgangsmaterialien dieser Metalle,
  • (c) Entfernen des Lösungsmittels aus der Lösung, Dispersion oder optional dem Niederschlag, wodurch eine feste Mischung gebildet wird, und
  • (d) Trocknen dieser festen Mischung, wodurch eine Katalysator-Precursor-Mischung gebildet wird.
The catalyst precursor mixture is preferably prepared in a wet mixing process, which preferably comprises the following steps:
  • (a) preparing a solution or dispersion of starting materials (eg, salts and / or acids) comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), and optionally at least one other metal to be added to the catalyst, such as element Z defined below, in a solvent,
  • (b) optional precipitation of dissolved starting materials of these metals,
  • (c) removing the solvent from the solution, dispersion or optionally the precipitate to form a solid mixture, and
  • (d) drying this solid mixture to form a catalyst precursor mixture.

Die Schritte (b), (c) und (d) können nacheinander oder gleichzeitig durchgeführt werden wie in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Sprühtrocknen).The Steps (b), (c) and (d) may be consecutively or simultaneously be performed as in a preferred embodiment of the present invention (spray-drying).

Um Lösungen oder Dispersionen, die die Katalysatormetalle enthalten, herzustellen, werden üblicherweise geeignete Ausgangsmaterialien in vorher festgelegten Anteilen in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert, wenn erforderlich unter Erwärmen, und kombiniert.Around Solutions or dispersions containing the catalyst metals contain, are usually suitable Starting materials in predetermined proportions in a suitable Solvent dissolved or dispersed if necessary under heating, and combined.

Die anschließende Isolierung einer trockenen Katalysator-Precursor-Mischung kann auf eine gewöhnliche Weise bewirkt werden, z. B. durch Filtration, Verdampfung bis zur Trockne (z. B. Rotationsverdampfung), Sprühtrocknen, Gefriertrocknen, Trocknen bei Raumtemperatur und/oder Vakuumtrocknen.The subsequent isolation of a dry catalyst precursor mixture can be effected in a usual way, e.g. B. by Filtration, evaporation to dryness (eg rotary evaporation), spray-drying, Freeze-drying, drying at room temperature and / or vacuum drying.

Lösungsmittel, die bei der Herstellung der Katalysator-Precursor-Mischung verwendet werden können, sind nicht speziell beschränkt und bevorzugte Lösungsmittel beinhalten Wasser, Alkohole, bevorzugt Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol, Diole, wie Ethylenglykol oder Propylenglykol, und andere polare Lösungsmittel. Wasser ist bevorzugter. Ferner kann jede geeignete Mischung der obigen Lösungsmittel verwendet werden.Solvents that can be used in the preparation of the catalyst precursor mixture are not particularly limited, and preferred solvents include water, alcohols, preferably Me ethanol, ethanol, propanol and butanol, diols such as ethylene glycol or propylene glycol, and other polar solvents. Water is more preferable. Further, any suitable mixture of the above solvents may be used.

Geeignete Ausgangsmaterialien (Metallquellen) für Mo-, V-, Te- und Nb-Oxide sind z. B. solche, die in US 5,380,933 (Spalte 3, Zeilen 27–57) und/oder US 6,710,207 (Spalte 8, Zeilen 12–30) beschrieben sind und beinhalten Salze und Säuren (normalerweise Oxosäuren) der gewünschten Metallelemente. Die Salze werden so ausgewählt, dass nach dem Calcinieren nur Metallelemente und Sauerstoff in dem calcinierten Katalysator-Precursor zurückbleiben, da alle anderen Bestandteile flüchtig sind oder durch Zersetzung oder Oxidation flüchtig gemacht werden. Aus diesem Grund ist die Verwendung von Ammoniumsalzen der Metallelemente (oder der entsprechenden Oxosäure), organischen Salzen wie Oxalaten, Alkoxide oder Acetylacetonate, organische Metallkomplexe oder metallorganische Verbindungen bevorzugt. Darüber hinaus sind die ausgewählten Salze und Säuren in dem ausgewählten Lösungsmittel wie Wasser bevorzugt löslich oder zumindest dispergierbar. Gemäß einer Ausführungsform ist die Wasserlöslichkeit des Ausgangssalzes oder der Ausgangssäure mindestens 0,1 mol Metall pro 1 l Wasser bei 373 K (100°C). Geeignete Ausgangssalze und -säuren beinhalten z. B. Ammoniumpara- oder -heptamolybdat, Molybdänoxalat, Ammoniummetavanadat, Vanadiumoxalat, Tellursäure und Ammoniumnioboxalat.Suitable starting materials (metal sources) for Mo, V, Te and Nb oxides are, for. For example, those in US 5,380,933 (Column 3, lines 27-57) and / or US 6,710,207 (Col. 8, lines 12-30) and include salts and acids (usually oxo acids) of the desired metal elements. The salts are selected so that after calcination only metal elements and oxygen remain in the calcined catalyst precursor since all other components are volatile or volatilized by decomposition or oxidation. For this reason, the use of ammonium salts of the metal elements (or the corresponding oxo acid), organic salts such as oxalates, alkoxides or acetylacetonates, organic metal complexes or organometallic compounds is preferred. Moreover, the selected salts and acids are preferably soluble or at least dispersible in the selected solvent, such as water. In one embodiment, the water solubility of the starting salt or the starting acid is at least 0.1 moles of metal per 1 liter of water at 373 K (100 ° C). Suitable starting salts and acids include, for. Ammonium para- or heptamolybdate, molybdenum oxalate, ammonium metavanadate, vanadium oxalate, telluric acid and ammonium niobium oxalate.

Gemäß einer Ausführungsform werden eine Lösung der V-Quelle (z. B. eine wässrige Ammoniummetavanadatlösung) und eine Lösung der Te-Quelle (z. B. eine wässrige Lösung aus Tellursäure) zu einer Lösung der Mo-Quelle (z. B. eine wässrige Lösung von Ammoniumheptamolybdat) zugegeben, bevorzugt nach Erwärmen der Mo-Lösung, gefolgt von der Zugabe der Lösung einer Nb-Quelle (z. B. eine wässrige Lösung von Ammoniumnioboxalat).According to one Embodiment will be a solution of the V source (eg an aqueous ammonium metavanadate solution) and a solution of the Te source (eg, an aqueous Solution of telluric acid) to a solution of Mo source (eg, an aqueous solution of ammonium heptamolybdate) added, preferably after heating the Mo solution, followed by the addition of the solution of an Nb source (e.g. an aqueous solution of ammonium niobium oxalate).

Gemäß einer weiteren und bevorzugten Ausführungsform wird die trockene Katalysator-Precursor-Mischung hergestellt durch Sprühtrocknen einer klaren wässrigen Lösung, hergestellt aus Molybdänoxalat, Tellursäure, Vanadiumoxalat und Ammoniumnioboxalat. Wenn Sprühtrocknen angewendet wird, sind die Trockentemperaturen in dem Bereich von mehr als 100 bis 250°C, z. B. 150 bis 220°C, bevorzugt, insbesondere wenn die Katalysator-Precursor-Mischung aus wässrigen Lösungen oder Dispersionen hergestellt war.According to one Another preferred embodiment is the dry one Catalyst precursor mixture prepared by spray drying a clear aqueous solution made from Molybdenum oxalate, telluric acid, vanadium oxalate and Ammonium niobium. If spray-drying is used, the drying temperatures are in the range of more than 100 to 250 ° C, z. B. 150 to 220 ° C, preferably, especially when the catalyst precursor mixture of aqueous solutions or dispersions was made.

Es ist bevorzugt, dass das Trocknungsverfahren nicht jegliche verbleibende Feuchtigkeit in dem zu calcinierenden Material entfernt. Typischerweise wird der Trocknungsprozess (z. B. Sprühtrocknen) beendet, wenn die zu calcinierenden Partikel nicht länger agglomerieren. Übermäßiges Trocknen sollte vermieden werden, um Restfeuchtigkeit zu erhalten, von der angenommen wird, dass sie für das Transportphänomen günstig ist. Übermäßiges Trocknen tritt auf, wenn die getrockneten Partikel beginnen zu stauben.It it is preferred that the drying process does not remove any remaining Moisture removed in the material to be calcined. typically, the drying process (eg spray drying) is terminated when no longer agglomerate the particles to be calcined. excessive Drying should be avoided to maintain residual moisture which is believed to be responsible for the transport phenomenon is cheap. Excessive drying occurs when the dried particles begin to dust.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die zu calcinierende Katalysator-Precursor-Mischung hergestellt unter sogenannten „hydrothermalen” Bedingungen, d. h. in Gegenwart von Wasser unter erhöhter Temperatur und Druck. Das Ausgangsmaterial für die Hydrothermalherstellung wird bevorzugt ausgewählt aus den oben genannten Katalysatormetall-haltigen Verbindungen, bevorzugter aus anorganischen oder organischen Salzen und Oxosäuren. Geeignete Ausgangssalze und Säuren beinhalten z. B. Ammoniumpara- oder -heptamolybdat, Molybdänoxalat, Ammoniummetavanadat, Vanadiumoxalat, Vanadylsulfat (VOSO4) und Hydrate davon, Tellursäure und Ammoniumnioboxalat. Die Hydrothermalherstellung umfasst die folgenden Schritte:

  • (a) Lösen oder Dispergieren von Ausgangsmaterialien, enthaltend die Katalysatormetalle, wenn erforderlich unter Erwärmen,
  • (b) Kombinieren, optional unter Erwärmen, der resultierenden Lösungen) und/oder Dispersion(en) mit einer wässrigen Mischung, enthaltend die Katalysatormetalle in dem gewünschten Anteil für das Katalysatorendmaterial,
  • (c) Erwärmen der wässrigen Mischung bei erhöhtem Druck, wodurch ein festes Material gebildet wird,
  • (d) Sammeln und Trocknen des festen Materials, das in Schritt (c) gebildet wurde.
According to a further embodiment, the catalyst precursor mixture to be calcined is prepared under so-called "hydrothermal" conditions, ie in the presence of water under elevated temperature and pressure. The starting material for the hydrothermal production is preferably selected from the above-mentioned catalyst metal-containing compounds, more preferably from inorganic or organic salts and oxo acids. Suitable starting salts and acids include, for. Ammonium para- or heptamolybdate, molybdenum oxalate, ammonium metavanadate, vanadium oxalate, vanadyl sulfate (VOSO 4 ) and hydrates thereof, telluric acid and ammonium niobium oxalate. Hydrothermal production involves the following steps:
  • (a) dissolving or dispersing starting materials containing the catalyst metals, if necessary with heating,
  • (b) combining, optionally with heating, the resulting solutions) and / or dispersion (s) with an aqueous mixture containing the catalyst metals in the desired proportion for the final catalyst material,
  • (c) heating the aqueous mixture at elevated pressure to form a solid material,
  • (d) collecting and drying the solid material formed in step (c).

Schritt (c) wird bevorzugt durchgeführt bei einer Temperatur von oberhalb 100°C bis 250°C, z. B. 120 bis 200°C, bevorzugt 130 bis 180°C, bei einem Druck von mehr als 0,2 MPa (2 bar). Es gibt keine spezielle Obergrenze für den Druck (es ist z. B. vorstellbar, mit einem Druck von bis zu 9 MPa zu arbeiten). Aus praktischen Gründen werden normalerweise Drücke von 0,3 bis 2 MPa, wie 0,4 bis 1 MPa, verwendet. Typischerweise wird die Reaktion durchgeführt in einem verschlossenen Reaktor, wie einem Autoklaven, bei dem der autogene Druck, der bei höheren Temperaturen durch das vorliegende Wasser erzeugt wird, ausgenutzt wird. Ferner kann die Reaktionszeit (bei der Zieltemperatur) beträchtlich variiert werden und kann z. B. im Bereich von 24 bis 144 Stunden liegen, wobei 80 Stunden bis 130 Stunden bevorzugt sind. Es wird nicht als notwendig angesehen unter sauerstofffreien Bedingungen zu arbeiten, aber es ist bevorzugt, die in dem Reaktor vorliegende Luft durch ein Inertgas auszutauschen. Die Reaktion wird bevorzugt durchgeführt in Autoklaven aus einem geeigneten Inertmaterial (z. B. Hastelloy C276) oder mit einer geeigneten Innenauskleidung (z. B. Teflon).Step (c) is preferably carried out at a temperature of above 100 ° C to 250 ° C, e.g. B. 120 to 200 ° C, preferably 130 to 180 ° C, at a pressure of more than 0.2 MPa (2 bar). There is no specific upper limit for the pressure (it is conceivable, for example, to work with a pressure of up to 9 MPa). For practical reasons, pressures of 0.3 to 2 MPa, such as 0.4 to 1 MPa, are normally used. Typically, the reaction is carried out in a sealed reactor, such as an autoclave, in which the autogenous pressure generated at elevated temperatures by the water present is utilized. Furthermore, the reaction time (at the target temperature) can be varied considerably and can, for. B. in the range of 24 to 144 hours, with 80 hours to 130 hours are preferred. It is not considered necessary It is preferable to operate under oxygen-free conditions, but it is preferable to exchange the air in the reactor with an inert gas. The reaction is preferably carried out in autoclaves of a suitable inert material (eg Hastelloy C276) or with a suitable inner lining (eg Teflon).

In Bezug auf weitere Ausführungsformen und Bedingungen kann Bezug genommen werden auf die vorherige Beschreibung, soweit dieses nicht dem Hydrothermalherstellungsverfahren widerspricht.In Regarding further embodiments and conditions may Reference is made to the previous description, as far as this does not contradict the hydrothermal production process.

Die Calcinierung und Aktivierung einer Katalysator-Precursor-Mischung, die unter geeignet ausgewählten Bedingungen hydrothermal hergestellt wurde, kann zu M1-reichen Katalysatormaterialien, wie in Vergleichsbeispiel 1 gezeigt, führen. Die resultierenden Katalysatormaterialien zeigen jedoch eine ungenügende Leistung, insbesondere im Hinblick auf die Umwandlung von Propan zu Acrylsäure. Eine hohe Leistung kann nur erzielt werden durch eine p/T-Zwischenbehandlung, d. h. Schritt (ii) des beanspruchten Herstellungsverfahrens, wie unten detailliert erklärt.The Calcination and activation of a catalyst precursor mixture, hydrothermally under suitably selected conditions can be prepared to M1-rich catalyst materials, such as shown in Comparative Example 1 lead. The resulting However, catalyst materials show insufficient performance, in particular with regard to the conversion of propane to acrylic acid. High performance can only be achieved by a p / T intermediate treatment, d. H. Step (ii) of the claimed manufacturing process, such as explained in detail below.

Das molare Verhältnis von Ausgangsmaterialien bezüglich der Metallkomponenten wird ausgewählt gemäß der gewünschten Endzusammensetzung des Katalysators unter Berücksichtigung von möglichen Änderungen, wie unten erörtert. Die Endzusammensetzung ist ein Mischmetalloxid, das die Metalloxide Mo, V, Te und Nb und optional Oxide von anderen Metallelementen umfasst, solange diese die Funktion des resultierenden Materials als Katalysator in den Oxidationsreaktionen, auf die hier Bezug genommen wird, nicht nachteilig beeinflussen. Bevorzugt liegt die mittlere Katalysatorendzusammensetzung innerhalb der Bereiche, die durch die allgemeine Formel (I) definiert werden: MoVaTebNbcZdOx (I)worin a = 0,15–0,50, b = 0,02–0,45, insbesondere 0,05–0,40, c = 0,05–0,45, d ≤ 0,05 und x die molare Zahl von Sauerstoff ist, das an die in diesem Mischmetalloxid vorliegenden Metallatome bindet, welche aus der relativen Menge und Valenz der Metallelemente folgt, und Z ist mindestens ein Element, ausgewählt aus Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pb und Bi.The molar ratio of starting materials to the metal components is selected according to the desired final composition of the catalyst, taking into account possible changes, as discussed below. The final composition is a mixed metal oxide comprising the metal oxides Mo, V, Te and Nb and optionally oxides of other metal elements so long as they do not adversely affect the function of the resulting material as a catalyst in the oxidation reactions referred to herein. Preferably, the average final catalyst composition is within the ranges defined by general formula (I): MoV a Te b Nb c Z d O x (I) where a = 0.15-0.50, b = 0.02-0.45, especially 0.05-0.40, c = 0.05-0.45, d ≤ 0.05, and x is the molar number of oxygen which binds to the metal atoms present in this mixed metal oxide, which follows from the relative amount and valency of the metal elements, and Z is at least one element selected from Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pb and Bi.

„Mittlere” Zusammensetzung bedeutet die Zusammensetzung, wie sie bestimmt werden kann durch Techniken wie XRF, insbesondere geeignet zum Analysieren der elementaren Bulkzusammensetzung. Die EDX-Messungen, die in dem experimentellen Teil zum Bestimmen der mittleren Bulkzusammensetzungen durchgeführt wurden, ergaben ebenfalls verlässliche Ergebnisse."Medium" composition means the composition as it can be determined by techniques such as XRF, particularly suitable for analyzing the elemental bulk composition. The EDX measurements used in the experimental part for determining the medium bulk compositions were performed, also gave reliable results.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist d 0 in Formel (I).According to one Embodiment of the present invention is d 0 in formula (I).

Wenn in der Verbindung der Formel (I) das mindestens eine optionale Element Z vorliegt (d. h. d > 0), ist es bevorzugt mindestens ein Element, ausgewählt aus Ru, Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Ta, W, Pt und Bi. Bevorzugter sind Verbindungen der Formel (I), worin Z, wenn es anwesend ist, mindestens ein Element ist, ausgewählt aus Cr und Ni. Eine andere bevorzugte Ausführungsform betrifft die Verwendung von Ru, Cu, Rh, Re und/oder Mn als Z-Element, wobei Ru, Mn und Cu, insbesondere Ru und Mn, besonders bevorzugt sind. Wenn Element Z anwesend ist, ist die Untergrenze von d bevorzugt 0,0005, insbesondere 0,001.If in the compound of formula (I) the at least one optional element Z is present (i.e., d> 0) it prefers at least one element selected from Ru, Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Ta, W, Pt and Bi are compounds of formula (I) wherein Z, when present, is at least one element selected from Cr and Ni. A Another preferred embodiment relates to the use of Ru, Cu, Rh, Re and / or Mn as Z element, where Ru, Mn and Cu, in particular Ru and Mn, are particularly preferred. If element Z is present, the lower limit of d is preferably 0.0005, in particular 0.001.

Gemäß einer bevorzugteren Ausführungsform liegt die mittlere Katalysatorendzusammensetzung innerhalb der Bereiche, die durch die allgemeine Formel (II) definiert werden: MoVaTebNbcZdOx (II)worin a = 0,28–0,40, bevorzugt 0,29–0,38, insbesondere 0,30–0,36, b = 0,03–0,30, insbesondere 0,05–0,25, c = 0,05–0,20 und d und x wie oben definiert sind.According to a more preferred embodiment, the average final catalyst composition is within the ranges defined by the general formula (II): MoV a Te b Nb c Z d O x (II) where a = 0.28-0.40, preferably 0.29-0.38, in particular 0.30-0.36, b = 0.03-0.30, in particular 0.05-0.25, c = 0.05-0.20 and d and x are as defined above.

Beim Auswählen des Verhältnisses der Ausgangsmaterialien sollte berücksichtigt werden, dass während des Calcinierungsschrittes und der anschließenden Behandlung bei höherem Druck und höherer Temperatur (im Folgenden als „p/T-Behandlung” bezeichnet) sich das molare Verhältnis der Katalysatormetalle bis zu einem gewissen Grad ändern kann.At the Select the ratio of the starting materials should be taken into account during the Calcination step and the subsequent treatment at higher pressure and higher temperature (below referred to as "p / T treatment") is the molar Ratio of the catalyst metals to a certain extent Can change degrees.

Da es scheint, dass der V-Gehalt in der Endzusammensetzung angereichert ist, kann der V-Anteil in dem Ausgangsmaterial niedriger sein als in der obigen Formel (I) spezifiziert, z. B. um 2–20%, 5–15% oder 8–13% niedriger. Dementsprechend kann in der Ausgangsmaterialmischung die Variable „a”, die den V-Gehalt gekennzeichnet, in der Größenordnung von 0,15 bis 0,30 sein. Da die Flüchtigkeit von Te oft zu einem Te-Verlust in der Katalysatorendzusammensetzung gegenüber der Ausgangsmaterialmischung führt, kann der Te-Anteil in der Ausgangsmaterialmischung höher sein als in der obigen Formel (I) spezifiziert, obwohl dies nicht bevorzugt ist. Bevorzugt ist der Te-Gehalt in der Ausgangsmaterialzusammensetzung so gering wie möglich, um die M1-Phase wirksam zu erzeugen, und die Verfahrensbedingungen werden optimiert, um den Te-Verlust zu minimieren.Since it appears that the V content is enriched in the final composition, the V content in the starting material may be lower than specified in formula (I) above, e.g. By 2-20%, 5-15% or 8-13% lower. Accordingly, in the starting material mixture, the variable "a" indicating the V content may be of the order of 0.15 to 0.30. As the volatility of Te often becomes a Te Ver Although the catalyst end composition tends to be more volatile than the starting material mixture, the Te content in the starting material mixture may be higher than specified in formula (I) above, although this is not preferred. Preferably, the Te content in the feedstock composition is as low as possible to effectively produce the M1 phase and process conditions are optimized to minimize Te loss.

In einer Ausführungsform kann die Katalysator-Precursor-Mischung, die calciniert werden soll, und damit auch das Katalysatorendmaterial ein festes Verdünnungsmittel beinhalten. Als Verdünnungsmittel kann jedes Inertmaterial verwendet werden, das den Bedingungen der Calcinierung der p/T-Behandlung und optional der Aktivierungsbehandlung Stand hält, das nicht mit dem anderen Metalloxidkatalysatormaterial wechselwirkt, so dass die katalytische Aktivität davon beeinträchtigt wird, und das nicht mit den Ausgangsmaterialien, Intermediaten oder Endprodukten der Oxidationsreaktion reagiert.In In one embodiment, the catalyst precursor mixture, which is to be calcined, and thus also the final catalyst material include a solid diluent. As a diluent Any inert material that meets the conditions of the Calcination of the p / T treatment and optionally the activation treatment That does not stand up to the other metal oxide catalyst material interacts so that its catalytic activity is impaired and not with the source materials, intermediates or End products of the oxidation reaction reacts.

Die Gegenwart eines festen Verdünnungsmittels kann aus verschiedenen Gründen günstig sein. Erstens sind bevorzugte Verdünnungsmittel gekennzeichnet durch eine höhere thermische Leitfähigkeit als das katalytisch aktive Metalloxidmaterial. Dies stellt einen besseren Wärmetransport sicher und verhindert die Bildung von Hotspots während der Verwendung des Katalysators, was zu ungewünschten Nebenreaktionen und Verringerung der Katalysatorlebensdauer führen könnte. Zweitens hat das Verdünnungsmittel die Funktion eines Trennmittels für das katalytisch aktive Material und wirkt Sintervorgängen entgegen, die zwischen den Körnern des Katalysatormaterials auftreten können. Ferner kann das Verdünnungsmittel auch die Oberflächeneigenschaften des Katalysators verbessern.The Presence of a solid diluent can be different Reasons to be favorable. First, are preferred Diluents characterized by a higher thermal conductivity as the catalytically active metal oxide material. This ensures a better heat transfer and prevents the formation of hotspots while using the catalyst, resulting in unwanted side reactions and reduction of Catalyst life could lead. Secondly the diluent has the function of a release agent for the catalytically active material and acts sintering processes contrary, between the grains of the catalyst material may occur. Furthermore, the diluent also improve the surface properties of the catalyst.

Geeignete Verdünnungsmittel können ausgewählt werden aus Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid (Zirkonia), Ceroxid (CeO2), SiC und Siliziumdioxid. Gemäß einer Ausführungsform wird das Verdünnungsmittel vor seiner Zumischung zu dem Katalysator-Precursor-Material oder einem Ausgangsmaterial davon mit einer Lösung behandelt, die mindestens ein in Formel (I) definiertes Metall enthält.Suitable diluents may be selected from alumina, zirconia (zirconia), ceria (CeO 2 ), SiC and silica. In one embodiment, the diluent is treated with a solution containing at least one metal defined in formula (I) prior to admixing it with the catalyst precursor material or a starting material thereof.

Bevorzugt wird das optional vorbehandelte und getrocknete Verdünnungsmittel demselben Calcinierungsverfahren unterworfen, wie es für das Katalysator-Precursor-Material beschrieben wurde, bevor es mit dem Katalysatorausgangsmaterial kombiniert wird. Damit wird das optional vorbehandelte Verdünnungsmittel dieser Calcinierung bevorzugt zweimal unterzogen, einmal vor dem Mischen mit dem Katalysatorausgangsmaterial und ein zweites Mal zusammen mit diesem Katalysator-Precursor-Material.Prefers becomes the optionally pretreated and dried diluent subject to the same calcination method as used for the catalyst precursor material has been described before being used with the Catalyst starting material is combined. This will be optional pretreated diluents of this calcination are preferred twice, once before mixing with the catalyst starting material and a second time together with this catalyst precursor material.

Bevorzugt ist das Gewichtsverhältnis des Verdünnungsmittels zu dem Metalloxidkatalysatormaterial nicht größer als 1,5:1 und insbesondere nicht größer als 1:1, z. B. nicht größer 0,5:1.Prefers is the weight ratio of the diluent not larger to the metal oxide catalyst material than 1.5: 1 and in particular not greater than 1: 1, z. B. not greater than 0.5: 1.

Das Verdünnungsmittel kann zu jeder Zeit zu dem Calcinierungsverfahren zugegeben werden, d. h. es kann gemischt werden mit den metallumfassenden Katalysatorausgangsmaterialien in einem trockenen oder einem nassen Zustand oder es kann, wenn die Katalysator-Precursor-Mischung unter Verwendung eines Lösungsmittels hergestellt wird, zu dem Lösungsmittel zugegeben werden, wodurch die Katalysatorausgangsmaterialien auf das Verdünnungsmittel während des Verfahrens der Herstellung der Katalysator-Precursor-Mischung ausgefällt werden.The Diluent can be added to the calcination procedure at any time be added, d. H. It can be mixed with the metal ones Catalyst starting materials in a dry or a wet Condition or it may, if the catalyst precursor mixture under Use of a solvent is prepared, to which Solvents are added, whereby the catalyst starting materials on the diluent during the procedure the preparation of the catalyst precursor mixture precipitated become.

Unabhängig davon, welches Herstellungsverfahren gewählt wird und ob ein Verdünnungsmittel in dem resultierenden festen Material (Katalysator-Precursor-Mischung) vorliegt und/oder dieses feste Material auf einem Träger beschichtet worden ist (siehe bitte Katalysatorbeschreibung in Punkt II), wird die Katalysator-Precursor-Mischung dann einer Calcinierung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre unterworfen (Schritt i) bei einer Temperatur von 150–400°C, bevorzugt 200–350°C, noch bevorzugter 250–300°C. Dieses Verfahren soll die flüchtigen Bestandteile entfernen und die Katalysatormetallelemente in ihre Oxide umwandeln.Independently of which manufacturing process is chosen and whether a diluent in the resulting solid material (Catalyst precursor mixture) is present and / or this solid Material has been coated on a support (see please catalyst description in point II), the catalyst precursor mixture then a calcination in an oxygen-containing atmosphere subjected to (step i) at a temperature of 150-400 ° C, preferably 200-350 ° C, more preferably 250-300 ° C. This process is intended to remove the volatiles and convert the catalyst metal elements into their oxides.

Der Einfachheit halber wird die Calcinierungsreaktion gewöhnlich bei Atmosphärendruck durchgeführt. Im Prinzip ist es jedoch auch möglich, diesen Schritt unter leicht erhöhtem oder leicht reduziertem Druck durchzuführen, z. B. innerhalb des Bereiches eines Atmosphärendrucks von ±50% oder ±20% Als sauerstoffhaltige Atmosphäre kann Luft oder eine synthetische sauerstoffhaltige Atmosphäre verwendet werden. Abhängig von den anderen Verfahrensbedingungen wird Sauerstoff normalerweise nicht in Gehalten von mehr als 50 Vol.-% angewendet. Geeignete Sauerstoffvolumenverhältnisse sind z. B. 1 bis 40 Vol.-%, 5 bis 35 Vol.-% oder 10 bis 30 Vol.-%. Der Rest ist Stickstoff wie in der Luft oder jedes andere Inertgas wie Ar oder He.Of the For simplicity, the calcination reaction becomes ordinary carried out at atmospheric pressure. Basically However, it is also possible to take this step under easy perform elevated or slightly reduced pressure, z. Within the range of an atmospheric pressure of ± 50% or ± 20% As an oxygenated atmosphere can Air or a synthetic oxygen-containing atmosphere be used. Depending on the other process conditions Oxygen is not normally contained in amounts of more than 50% by volume applied. Suitable oxygen volume ratios are z. B. 1 to 40 vol .-%, 5 to 35 vol .-% or 10 to 30 vol .-%. Of the The rest is nitrogen like in the air or any other inert gas like Ar or he.

Im Prinzip kann zur Durchführung der Calcinierung jeder geeignete Reaktor verwendet werden. Wenn organische Metallsalze als Ausgangsmaterial verwendet werden, ist es insbesondere bevorzugt, in einem rotierenden Ofen zu calcinieren, der anscheinend die vollständige Entfernung von organischen Bestandteilen verbessert.In principle, any suitable reactor can be used to carry out the calcination. When organic metal salts are used as the starting material, it is particularly preferred to use in a ro calcining furnace, which apparently improves the complete removal of organic matter.

Die Katalysator-Precursor-Mischung wird stufenweise erhitzt von der Ausgangstemperatur (normalerweise Raumtemperatur, d. h. 20°C) bis zur Calcinierungsendtemperatur, bevorzugt mit einer Rate von 1 bis 20 K/min, insbesondere 5 bis 15 K/min. Die Calcinierung wird dann durchgeführt bei einer Endtemperatur von 150 bis 400°C, bevorzugt 200 bis 350°C, bevorzugter 250 bis 300°C, bevorzugt über eine Zeitdauer von 20 min bis 20 h, z. B. 30 min bis 10 h, 1 h bis 5 h oder 1 h bis 3 h.The Catalyst precursor mixture is heated gradually from the Starting temperature (normally room temperature, i.e. 20 ° C) to the final calcination temperature, preferably at a rate of 1 to 20 K / min, in particular 5 to 15 K / min. The calcination is then carried out at a final temperature of 150 to 400 ° C, preferably 200 to 350 ° C, more preferably 250 to 300 ° C, preferably over a period of 20 minutes to 20 hours, e.g. B. 30 min to 10 h, 1 h to 5 h or 1 h to 3 h.

Während der Calcinierung wird die sauerstoffhaltige Atmosphäre bevorzugt kontinuierlich relativ zu der Katalysator-Precursor-Mischung bewegt. Der Ausdruck „bewegt” bezieht sich auf Ausführungsformen, bei denen frische sauerstoffhaltige Atmosphäre zugeführt wird, um möglicherweise verbrauchte und daher sauerstoffverarmte Atmosphäre wieder aufzufüllen. Geeignete Zuführraten sind z. B. in der Größenordnung von 10 bis 100 ml/min, insbesondere 30 bis 70 ml/min, bezogen auf das Gewicht der Katalysatormischung von 1–50 g.While The calcination becomes the oxygen-containing atmosphere preferably continuously relative to the catalyst precursor mixture emotional. The term "moved" refers to Embodiments in which fresh oxygenated Atmosphere is fed to possibly spent and therefore oxygen depleted atmosphere again fill. Suitable delivery rates are z. B. in the order of 10 to 100 ml / min, in particular 30 to 70 ml / min, based on the weight of the catalyst mixture from 1-50 g.

Gemäß dem zweiten Schritt (ii) des Katalysatorherstellungsverfahrens wird das calcinierte Katalysatormaterial einer Behandlung bei hohem Druck und hoher Temperatur (im Folgenden auch bezeichnet als „p/T-Behandlung”) unterworfen, bei einem Druck von mindestens 10 MPa und einer Temperatur von mindestens 400°C in Gegenwart einer inerten fluiden Phase. Die Erfinder haben überraschend gefunden, dass diese p/T-Behandlung die Bildung von M1-Phase in dem Katalysatorendmaterial außerordentlich erhöht, entweder während der p/T-Behandlung selbst oder in einer anschließenden Aktivierungsbehandlung.According to the second step (ii) of the catalyst preparation process the calcined catalyst material of a high pressure treatment and high temperature (hereinafter also referred to as "p / T treatment") subjected to a pressure of at least 10 MPa and a temperature of at least 400 ° C in the presence of an inert fluid Phase. The inventors have surprisingly found that this p / T treatment the formation of M1 phase in the final catalyst material is extraordinary increased, either during the p / t treatment itself or in a subsequent activation treatment.

Es gibt keine spezielle Obergrenze in Bezug auf den Druck und die Temperatur, die in dieser Behandlung verwendet werden sollen. Dementsprechend ist es z. B. möglich, die Behandlung bei Drücken von bis zu 50 MPa oder mehr und Temperaturen bis zu 700°C oder mehr durchzuführen. Sehr hohe Temperaturen und Drücke setzen das Material des Reaktors jedoch höheren Belastungen aus. Daher ist es aus industrieller Sicht bevorzugt, die niedrigstmöglichen Temperatur- und Druckwerte zu verwenden, die bei der Bildung der M1-Phase oder Erhöhung ihres Gehaltes ausreichend wirksam sind. Weitere Ausführungsformen für den Temperaturbereich, der verwendet werden soll, beinhalten 420 bis 600°C, 440 bis 560°C und 460 bis 540°C. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Druck innerhalb des Bereiches von 12 bis 40 MPa, 14 bis 35 MPa, 15 bis 30 MPa und 16 bis 25 MPa eingestellt werden.It gives no special upper limit in terms of pressure and temperature, which should be used in this treatment. Accordingly is it z. B. possible, the treatment at pressures of up to 50 MPa or more and temperatures up to 700 ° C or more. Very high temperatures and pressures However, the material of the reactor put higher loads out. Therefore, it is preferred from an industrial point of view, the lowest possible Temperature and pressure values to be used in the formation of the M1 phase or increase their content sufficiently effective are. Further embodiments for the temperature range, which is to be used include 420 to 600 ° C, 440 up to 560 ° C and 460 to 540 ° C. According to others Embodiments may be the pressure within the range from 12 to 40 MPa, 14 to 35 MPa, 15 to 30 MPa and 16 to 25 MPa be set.

Die p/T-Behandlung der vorliegenden Erfindung wird durchgeführt in Gegenwart einer inerten fluiden Phase. Es wird angenommen, dass diese Behandlung Transportreaktionen begünstigt, wodurch Auflösungs-, Phasenreorganisations- und Rekristallisationsverfahren ausgelöst werden, was die Bildung der M1-Phase erhöht. Die inerte fluide Phase kann unter den Bedingungen der p/T-Behandlung ein Dampf sein, eine Flüssigkeit, eine kritische oder überkritische Phase. Es ist beabsichtigt, dass der Ausdruck „Flüssigkeit” alle Bedingungen von Druck und Temperatur kennzeichnet, in denen die Phase nicht in einem Dampfzustand ist und einen kritischen oder überkritischen Zustand noch nicht erreicht hat.The p / T treatment of the present invention is performed in the presence of an inert fluid phase. It is believed that this treatment favors transport reactions, thereby Dissolution, phase reorganization and recrystallization methods which increases the formation of the M1 phase. The inert fluid phase may be under the conditions of p / T treatment be a vapor, a liquid, a critical or supercritical Phase. It is intended that the term "liquid" all Conditions of pressure and temperature in which the Phase is not in a vapor state and is a critical or supercritical State has not yet reached.

Die Verbindung, die die inerte fluide Phase (im Folgenden mit „phasenbildende Verbindung” bezeichnet) bildet, sollte sich unter den Bedingungen der p/T-Behandlung nicht zersetzen. Ohne zu wünschen, an diese mechanistischen Überlegungen gebunden zu sein, scheint es, dass die phasenbildende Verbindung fähig sein könnte, zumindest teilweise das calcinierte Katalysatormaterial zu lösen, wodurch Transport- und Rekristallisationsprozesse verbessert werden.The Compound containing the inert fluid phase (hereinafter referred to as "phase-forming." Compound "denotes) should be under the conditions do not decompose the p / T treatment. Without wishing, on This mechanistic reasoning seems to be bound it that the phase-forming compound could be capable at least partially dissolve the calcined catalyst material, whereby transport and recrystallization processes are improved.

Darüber hinaus scheint es bevorzugt, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

  • • Die phasenbildende Verbindung ist ein kleines Molekül mit bevorzugt einem Molekulargewicht von weniger als 150, bevorzugter weniger als 100, insbesondere weniger als 80.
  • • Die phasenbildende Verbindung besitzt mindestens eine polare Bindung zwischen zwei unterschiedlichen Atomen, wie C-O, C=O, O-H, S=O, während Verbindungen (Moleküle), die allein aus demselben Atomtyp bestehen, und Moleküle, die allein durch unpolare C-C-Bindungen und C-H-Bindungen aufgebaut sind, weniger bevorzugt sind.
  • • Gemäß einer Ausführungsform besteht die phasenbildende Verbindung aus mindestens zwei unterschiedlichen chemischen Elementen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, S, O und H. Verbindungen, die Stickstoffatome enthalten, sind weniger bevorzugt.
In addition, it seems preferable if the following conditions are met:
  • The phase-forming compound is a small molecule, preferably having a molecular weight of less than 150, more preferably less than 100, in particular less than 80.
  • • The phase-forming compound has at least one polar bond between two different atoms, such as CO, C = O, OH, S = O, while compounds (molecules) composed solely of the same atomic type and molecules solely by nonpolar C-C bonds and CH bonds are less preferred.
  • According to one embodiment, the phase-forming compound consists of at least two different chemical elements selected from the group consisting of C, S, O and H. Compounds containing nitrogen atoms are less preferred.

Drei Beispiele für geeignete phasenbildende Verbindungen sind Wasser, CO2 und SO2. Ihre kritischen Daten sind Tc[K] = 647,35 und Pc[MPa] = 22,11 für Wasser, Tc[K] = 304,15 und Pc[MPa] = 7,37 für CO2 und Tc[K] = 430,65 und Pc[MPa] = 7,88 für SO2. Es kann beobachtet werden, dass innerhalb der erforderlichen Bedingungen für die p/T-Behandlung CO2 und SO2 immer bei überkritischen Bedingungen verwendet werden, wohingegen Wasser gleichermaßen als Dampf oder Flüssigkeit (d. h. in einem unterkritischen Zustand) verwendet werden kann an dem kritischen Punkt oder überkritischen Bedingungen.Three examples of suitable phase-forming compounds are water, CO 2 and SO 2 . Their critical data are Tc [K] = 647.35 and Pc [MPa] = 22.11 for water, Tc [K] = 304.15 and Pc [MPa] = 7.37 for CO 2 and Tc [K] = 430.65 and Pc [MPa] = 7.88 for SO 2 . It can be observed that within the required Conditions for the p / T treatment CO 2 and SO 2 are always used at supercritical conditions, whereas water can equally be used as vapor or liquid (ie in a subcritical state) at the critical point or supercritical conditions.

Die p/T-Behandlung der vorliegenden Erfindung kann durchgeführt werden in jeder Apparatur, die den erforderlichen hohen Temperatur- und Druckbedingungen Stand hält. Typischerweise wird sie durchgeführt in einem dicht verschlossenen Autoklaven oder Reaktor. Um sicherzustellen, dass der Druckverlust über die Behandlungsdauer so klein wie möglich ist, werden spezielle Dichtungsmaterialien, die ihre Dichtungseigenschaften unter den erforderlichen Druck- und Temperaturbedingungen nicht verlieren, bevorzugt verwendet. Kupfer- und Silberdichtungen stellen z. B. solche Materialien dar.The p / T treatment of the present invention can be carried out are used in any apparatus which has the required high temperature and pressure conditions. Typically, she will carried out in a sealed autoclave or Reactor. To make sure the pressure drop over the treatment duration is as small as possible, become special Sealing materials that have their sealing properties under the do not lose required pressure and temperature conditions, preferably used. Copper and silver seals provide z. B. such materials.

Die p/T-Behandlung der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt durchgeführt über 0,5 bis 30 h, z. B. 1 bis 25 h oder 2 bis 20 h.The p / T treatment of the present invention is preferably carried out over 0.5 to 30 h, z. B. 1 to 25 hours or 2 to 20 hours.

Diese p/T-Behandlung wird normalerweise durchgeführt, nachdem die Luft, die in dem Reaktor (z. B. Autoklav) vorlag, durch ein inertes Gas, wie Stickstoff, Argon oder Helium, ersetzt wurde, gefolgt von der Zugabe der phasenbildenden Verbindung. Es scheint jedoch nicht notwendig zu sein, unter im Wesentlichen sauerstofffreien Bedingungen zu arbeiten, und es wird angenommen, dass ein kleiner Gehalt an Sauerstoff, z. B. weniger als 1 Vol.-% oder weniger als 0,5 Vol.-%, basierend auf der Gesamtmenge der Flüssigmedien, die p/T-Behandlung nicht nachteilig beeinflusst.These p / T treatment is usually performed after the air present in the reactor (eg autoclave) through inert gas, such as nitrogen, argon or helium, was replaced from the addition of the phase-forming compound. It seems, however not to be necessary, under essentially oxygen-free Conditions to work, and it is believed that a smaller Content of oxygen, eg. B. less than 1 vol .-% or less than 0.5% by volume, based on the total amount of liquid media, does not adversely affect the p / T treatment.

Das Metalloxidkatalysatormaterial, das nach der p/T-Behandlung erhalten wird, kann bereits einen hohen M1-Phasengehalt zeigen, z. B. mindestens 85 Gew.-%, mindestens 90 Gew.-% oder mindestens 95 Gew.-%, sowie andere Eigenschaften, die später im Zusammenhang mit dem beanspruchten Metalloxidkatalysator erklärt werden. Dann ist es nicht notwendig, den M1-Phasengehalt weiter zu erhöhen, indem der Katalysator der folgenden „Aktivierungsbehandlung” unterworfen wird.The Metal oxide catalyst material obtained after the p / T treatment can already show a high M1 phase content, z. At least 85 wt .-%, at least 90 wt .-% or at least 95 wt .-%, and other properties later related to the claimed metal oxide catalyst can be explained. Then it is not necessary to increase the M1 phase content further, by subjecting the catalyst to the following "activation treatment" becomes.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform folgt, wenn notwendig, normalerweise nach einem dazwischen liegenden Abkühlschritt diese zweite thermische Behandlung (auch bezeichnet mit „Aktivierungsbehandlung”) der p/T-Behandlung, um die Kristallinität (und dadurch auch den M1-Gehalt) weiter zu erhöhen. Die Aktivierungsbehandlung verläuft in einer inerten Atmosphäre, bevorzugt in Stickstoffgas oder Argongas, bei einer Temperatur von 350–700°C, bevorzugt 550–680°C, noch bevorzugter 580–670°C, insbesondere 590–670°C. Während dieser Aktivierungsbehandlung ist es besonders wichtig, in Abwesenheit von Sauerstoff zu arbeiten, da das Metallmischoxid (wie die M1-Phase selbst), das nach der p/T-Behandlung erhalten wird, nicht in vollständig oxidiertem Zustand vorliegt (da es zumindest teilweise Molybdän (Mo) in einem Oxidationszustand von weniger als +VI und zumindest teilweise Vanadium (V) in einem Oxidationszustand von weniger als +V) enthält und vollständige Oxidation zu MoO3 bzw. V2O5 vermieden werden soll.In a preferred embodiment, if necessary, normally after an intermediate cooling step, this second thermal treatment (also referred to as "activation treatment") follows the p / T treatment to further increase the crystallinity (and thereby also the M1 content). The activation treatment proceeds in an inert atmosphere, preferably in nitrogen gas or argon gas, at a temperature of 350-700 ° C, preferably 550-680 ° C, more preferably 580-670 ° C, especially 590-670 ° C. During this activation treatment, it is particularly important to work in the absence of oxygen since the mixed metal oxide (like the M1 phase itself) obtained after the p / T treatment is not in a fully oxidized state (since it is at least partially molybdenum (Mo) in an oxidation state of less than + VI and at least partially vanadium (V) in an oxidation state of less than + V) and complete oxidation to MoO 3 or V 2 O 5 is to be avoided.

Aus praktischen Gründen wird diese Aktivierungsbehandlung gewöhnlich bei Atmosphärendruck durchgeführt. Im Prinzip ist es jedoch auch möglich, die Behandlung unter leicht erhöhtem oder leicht reduziertem Druck durchzuführen, z. B. innerhalb des Bereiches eines Atmosphärendruckes von ±50% oder ±20% Die Behandlungszeit in diesem Schritt ist auch nicht speziell beschränkt und ist bevorzugt 0,5–30 h, bevorzugter 1–20 h und insbesondere 1–10 h.Out For practical reasons, this activation treatment becomes common carried out at atmospheric pressure. Basically However, it is also possible to treat under light perform elevated or slightly reduced pressure, z. Within the range of one atmospheric pressure of ± 50% or ± 20% The treatment time in this Step is also not specifically limited and is preferred 0.5-30 h, more preferably 1-20 h, and especially 1-10 h.

Die Katalysator-Precursor-Mischung wird schrittweise erwärmt von der Ausgangstemperatur (gewöhnlich Raumtemperatur, d. h. 20°C) zur Aktivierungsendtemperatur, bevorzugt mit einer Rate von 0,5 bis 5 K/min, insbesondere 1 bis 3 K/min.The Catalyst precursor mixture is heated gradually from the starting temperature (usually room temperature, d. H. 20 ° C) to the final activation temperature, preferably with a rate of 0.5 to 5 K / min, in particular 1 to 3 K / min.

II. Metalloxidkatalysator und MaterialII. Metal oxide catalyst and material

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein neues und verbessertes MoVTeNb-Mischoxidkatalysatormaterial bereit, das ausgezeichnete Umsatzraten und/oder Selektivitäten bei der Oxidation von Kohlenwasserstoffen, insbesondere zu ungesättigten Carbonsäuren zeigt. Das Katalysatormaterial ist bevorzugt im Wesentlich kristallin, was bedeutet, dass es einen bevorzugten Kristallinitätsgrad von mindestens 80 Gew.-% aufweist, bevorzugter mindestens 85 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens 90 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Metalloxidkatalysatorphase (Bemerkung: natürlich werden weder das optional vorliegende Verdünnungsmittel noch der Träger als Teil dieser Metalloxidkatalysatorphase betrachtet). Die Kristallinität kann bestimmt werden durch XRD mit einem inneren Standard, wie im experimentellen Teil erklärt.The The present invention also provides a novel and improved MoVTeNb mixed oxide catalyst material ready, excellent sales rates and / or selectivities in the oxidation of hydrocarbons, in particular to unsaturated Carboxylic acids shows. The catalyst material is preferred Essentially crystalline, which means that it is a preferred one Crystallinity level of at least 80 wt .-%, more preferably at least 85% by weight, more preferably at least 90% by weight, still more preferably at least 95% by weight, based on the total amount Metal oxide catalyst phase (note: natural neither the optional diluent nor the Carrier considered as part of this metal oxide catalyst phase). The crystallinity can be determined by XRD with a internal standard, as explained in the experimental part.

Das beanspruchte Mischoxidkatalysatormaterial ist auch gekennzeichnet durch einen sehr hohen Gehalt an M1-Phase von mindestens 85 Gew.-% bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, bevorzugter mindestens 95 Gew.-% M1-Phase, bezogen auf die Gesamtmenge an kristalliner Metalloxidkatalysatorphase. Die Menge an M1-Phase in Gew.-% kann bestimmt werden, wie in dem experimentellen Teil beschrieben.The claimed mixed oxide catalyst material is also characterized by a very high content of M1 phase of at least 85% by weight preferably at least 90% by weight, more preferably at least 95% by weight M1 phase, based on the total amount of crystalline metal oxide catalyst phase. The amount of M1 phase in wt% can be determined as in the experimental part described.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Ausdruck „M1-Phase” als orthorhombische Phase zu verstehen, die gekennzeichnet ist durch die Gegenwart von (1) eckenverknüpftem MO6 (M=Mo, V) Oktaedern, die 6- und 7-gliedrige Ringe bilden und (2) NbO7-pentagonale bipyramidale Einheiten, die Kanten mit den umgebenden eckenverknüpften MO6-Oktaedern teilen. Es wird angenommen, dass diese Strukturelemente eine eindeutige Unterscheidung von der M2-Phase erlauben. Natürlich können auch andere Struktureigenschaften, wie sie im „Stand der Technik” dargelegt wurden, verwendet werden, um die M1-Phase zu definieren.In the context of the present invention, the term "M1 phase" is to be understood as an orthorhombic phase which is characterized by the presence of (1) corner-linked MO 6 (M = Mo, V) octahedra which form 6- and 7-membered rings and (2) NbO 7 pentagonal bipyramidal units that share edges with the surrounding corner-sharing MO 6 octahedra. It is assumed that these structural elements allow a clear distinction from the M2 phase. Of course, other structural features as set forth in the "prior art" can also be used to define the M1 phase.

Darüber hinaus zeigt die M1-Phase eine charakteristische Nadelform mit mittleren Längenwerten von typischerweise 100 bis 400 nm, z. B. 200 bis 300 nm und mittlere Durchmesserwerte von 50 bis 300 nm, z. B. 100 bis 250 oder 100 bis 200 nm. Aktivierung bei höheren Temperaturen scheint gewöhnlich die Bildung von größeren mittleren Durchmessern zu begünstigen. Morphologiestudien und Formanalyse können durchgeführt werden unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM). Für REM-Untersuchungen wurden die Proben auf ein Kohlenstoffband ohne jede Vorbehandlung gelegt. Von den REM-Bildern wurden Größenverteilungen der M1-Nadeln durch Messen der Länge und der Durchmesser von 300 zufällig ausgewählten M1-Nadeln erhalten.About that In addition, the M1 phase shows a characteristic needle shape with medium Length values of typically 100 to 400 nm, e.g. 200 to 300 nm and average diameter values of 50 to 300 nm, z. 100 up to 250 or 100 to 200 nm. Activation at higher temperatures usually the formation of bigger ones seems to favor average diameters. morphology studies and shape analysis can be performed under Using a Scanning Electron Microscope (SEM). For SEM examinations were performed on a carbon band without the samples put every pretreatment. From the SEM images were size distributions the M1 needles by measuring the length and the diameter obtained from 300 randomly selected M1 needles.

Gemäß einer Ausführungsform des beanspruchten Katalysatormaterials („erstes Katalysatormaterial”) wird ein MoVTeNb-Mischoxidkatalysatormaterial, umfassend Oxide aus Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb) und optional weitere Katalysatormetalle, wie das oben definierte Element Z, bereit gestellt, das die M1-Phase in einer Menge von mindestens 85 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der kristallinen Metalloxidkatalysatorphase, umfasst und das erhältlich ist durch das oben erklärte Herstellungsverfahren.According to one Embodiment of the claimed catalyst material ("First catalyst material") becomes a MoVTeNb mixed oxide catalyst material, comprising oxides of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb) and optionally other catalyst metals, such as the one above defined element Z, provided that the M1 phase in one Amount of at least 85 wt .-%, based on the total amount of crystalline metal oxide catalyst phase, and that obtainable is through the manufacturing process explained above.

Die mittlere Zusammensetzung dieses Katalysatormaterials ist bevorzugt innerhalb der Bereiche, die durch die obige allgemeine Formel (I), insbesondere die obige Formel (II), definiert sind.The average composition of this catalyst material is preferred within the ranges defined by the above general formula (I), in particular the above formula (II) are defined.

Überraschend ist gefunden worden, dass solch ein Katalysatormaterial eine verbesserte Leistung in Bezug auf Umsatz und/oder Selektivität gegenüber vergleichbaren hydrothermal hergestellten Katalysatormaterialien zeigt. Der Grund, warum das Herstellungsverfahren, insbesondere die p/T- Behandlung, optional in Kombination mit der anschließenden Aktivierungsbehandlung, diesen positiven Einfluss auf die Katalysatorleistung ausübt, ist noch nicht vollständig untersucht worden. Es wird jedoch angenommen, dass auch andere herstellungsbezogene Faktoren als der Gehalt an M1-Phase zu diesem positiven Ergebnis beitragen.Surprised It has been found that such a catalyst material has improved Performance in terms of sales and / or selectivity comparable hydrothermally produced catalyst materials shows. The reason why the manufacturing process, in particular the p / t treatment, optional in combination with the subsequent Activation treatment, this positive influence on the catalyst performance is not yet fully investigated Service. However, it is believed that other manufacturing related Factors as the M1 phase content to this positive result contribute.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform („zweites Katalysatormaterial”) stellt die vorliegende Erfindung ein neues Katalysatormaterial, umfassend Oxide von Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb) und optional weitere Katalysatormetalle, wie das oben definierte Element Z, bereit, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen M1-Phasengehalt von mindestens 85 Gew.-% und eine mittlere Zusammensetzung aufweist, die innerhalb der Bereiche liegt, die für die oben erwähnte Formel (II) definiert sind.According to one further embodiment ("second catalyst material") the present invention provides a novel catalyst material, comprising oxides of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb) and optionally other catalyst metals, such as the element Z, defined above, characterized is that it has an M1 phase content of at least 85% by weight and has a medium composition within the ranges which is defined for the above-mentioned formula (II) are.

Diese Ausführungsform beinhaltet Katalysatorzusammensetzungen, die eine verbesserte Leistung zeigen, unabhängig von ihrem Herstellungsverfahren. Es ist jedoch bevorzugt, diese M1-reichen Katalysatormaterialzusammensetzungen gemäß dem vorher beschriebenen Herstellungsverfahren herzustellen, da angenommen wird, dass dies zusätzliche Vorteile hinsichtlich der Katalysatorleistung ergibt.These Embodiment includes catalyst compositions, which show improved performance, regardless of theirs Production method. However, it is preferable to have these M1-rich ones Catalyst material compositions according to the manufacture previously described, as adopted This will provide additional benefits in terms of catalyst performance results.

Sowohl das erste als auch das zweite Katalysatormaterial der Erfindung kann optional ferner beschrieben werden durch ihre spezifische Oberfläche. Die spezifische Oberfläche des Katalysatormaterials, gemessen gemäß dem in den Beispielen beschriebenen BET-Verfahren mit Stickstoff, ist bevorzugt größer als 5 m2/g, insbesondere größer als 6 m2/g, z. B. 6 bis 40 m2/g, z. B. 7 bis 20 m2/g.Both the first and second catalyst materials of the invention may optionally be further described by their specific surface area. The specific surface area of the catalyst material, measured according to the BET method with nitrogen described in the examples, is preferably greater than 5 m 2 / g, in particular greater than 6 m 2 / g, eg. B. 6 to 40 m 2 / g, z. B. 7 to 20 m 2 / g.

Es ist insbesondere gefunden worden, dass das erste und zweite Katalysatormaterial der Erfindung bevorzugt einen Propanumsatz von mindestens 40%, bevorzugt mindestens 45%, und/oder eine Selektivität für Acrylsäure von mindestens 65%, bevorzugt mindestens 70%, unter den in den Beispielen spezifizierten Kohlenwasserstoffoxidationsbedingungen zeigt.It In particular, it has been found that the first and second catalyst material The invention prefers a propane conversion of at least 40%, preferably at least 45%, and / or selectivity for Acrylic acid of at least 65%, preferably at least 70%, under the hydrocarbon oxidation conditions specified in the examples shows.

Das Katalysatormaterial der Erfindung kann verwendet werden als Katalysator, wie er nach der p/T-Behandlung erhalten wird oder, wenn erforderlich, nach der Aktivierungsbehandlung, was einem Pulver entspricht. Gemäß einer Ausführungsform werden Katalysatorpartikel mit einer definierten Größe aus dem erhaltenen pulverförmigen Katalysatormaterial (das auch ein Verdünnungsmittel enthalten kann) gebildet.The catalyst material of the invention may be used as a catalyst obtained after the p / T treatment or, if necessary, after the activation treatment, which is a powder equivalent. In one embodiment, catalyst particles of a defined size are formed from the resulting powdered catalyst material (which may also contain a diluent).

Es gibt keine speziellen Beschränkungen in Bezug auf die Größe der Katalysatormaterialien, die verwendet werden sollen. Die folgenden strukturellen Merkmale sind jedoch bevorzugt.It There are no special restrictions on size the catalyst materials to be used. The following however, structural features are preferred.

Die makroskopische Größe (mittlerer längster Durchmesser) der individuellen Katalysatorpartikel ist bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 10 mm. Katalysatorpartikel von dieser Größe können erhalten werden durch Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, z. B. durch Verpressen eines getrockneten Katalysatorausgangsmaterials, erneutes Zerkleinern des verpressten Materials und Durchführen eines größenselektierenden Schrittes, wie Sieben, vor der Durchführung des Calcinierungsschrittes. Alternativ wird das bereits calcinierte Material verpresst, erneut zerkleinert und einem größenselektierenden Schritt, wie Sieben, unterworfen. Anstatt von Verpressen kann ein Extrudat gebildet werden.The macroscopic size (middle longest Diameter) of the individual catalyst particles is preferred in the range of 0.5 to 10 mm. Catalyst particles of this size can be obtained by methods which are in the state of Technics are known, for. B. by pressing a dried Catalyst starting material, re-crushing the compressed Material and performing a size-selective step, Like sieving, before performing the calcination step. Alternatively, the already calcined material is pressed again crushed and a size-selective step, like seven, subject. Instead of pressing can be an extrudate be formed.

Verpressen und Extrusion können gleichermaßen durchgeführt werden mit p/T-behandeltem und optional aktiviertem Katalysatormaterial.pressing and extrusion can be done equally be with p / T-treated and optionally activated catalyst material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Katalysatorendmaterial auf einem Träger gemäß Techniken, die im Stand der Technik bekannt sind, beschichtet. Dieses Beschichten der entsprechenden Katalysator(precursor)-materialien kann gleichermaßen bewirkt werden an einem früheren Zustand, z. B. vor der Calcinierungsbehandlung, vor der p/T-Behandlung oder vor der optionalen Aktivierungsbehandlung.According to one Another embodiment is the catalyst end material on a carrier according to techniques that are known in the art coated. This coating the corresponding precursor materials can be used equally be effected at an earlier state, z. B. before the calcination treatment, before the p / T treatment or before the optional activation treatment.

Der Träger, der bevorzugt inert ist, kann jede Form und Oberflächenstruktur besitzen. Es sind jedoch gleichmäßig geformte mechanisch stabile Körper, wie Kugeln, Ringe, Rohrabschnitte, Halbringe, Dreikantformen, Spiralen oder Bienenwabenträgerkörper oder Trägerkörper, die mit Kanälen versehen sind, wie z. B. Fasermatten oder keramische Schäume, bevorzugt. Die Größe und Form der Trägerkörper wird bestimmt z. B. durch die Dimensionen, primär des inneren Durchmessers der Reaktionsröhren, wenn der Katalysator in Rohr- oder Rohrbündelreaktoren verwendet wird. Der Durchmesser des Trägerkörpers sollte dann zwischen 1/2 und 1/10 des inneren Durchmessers des Reaktors sein. Im Fall von Flüssigbettreaktoren werden die Trägerdurchmesser bestimmt z. B. durch die Flüssigdynamiken in dem Reaktor. Geeignete Materialien sind z. B. Steatit, Duranit, Steinware, Porzellan, Siliziumdioxid, Silikate, Aluminiumoxid, Aluminate, Siliziumcarbid oder Mischungen dieser Substanzen. Rohrabschnitte, Ringe und Kugeln aus Keramik, Siliziumcarbid oder Kohlenstoff werden bevorzugt verwendet.Of the Support, which is preferably inert, can be any shape and surface structure have. However, they are uniformly shaped mechanically stable bodies, such as spheres, rings, pipe sections, Half rings, triangular shapes, spirals or honeycomb carrier bodies or carrier bodies provided with channels are, such. As fiber mats or ceramic foams, preferably. The size and shape of the carrier body is determined z. B. by the dimensions, primarily the inner Diameter of the reaction tubes when the catalyst used in tube or shell and tube reactors. The diameter of the carrier body should then be between 1/2 and 1/10 be the inner diameter of the reactor. In the case of liquid bed reactors If the carrier diameter is determined z. B. by the liquid dynamics in the reactor. Suitable materials are for. Steatite, Duranit, Stoneware, porcelain, silicon dioxide, silicates, alumina, aluminates, Silicon carbide or mixtures of these substances. Pipe sections, Rings and balls are made of ceramic, silicon carbide or carbon preferably used.

Das Verhältnis der aufgebrachten Schicht zum Träger ist bevorzugt 1 zu 30 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Katalysatormaterials (exklusiv des optional vorliegenden Verdünnungsmittels). Die Dicke der Schicht ist bevorzugt 5 bis 300 μm, insbesondere bevorzugt 5 bis 10 μm.The Ratio of the applied layer to the carrier is preferably 1 to 30 wt .-%, particularly preferably 2 to 20 wt .-%, based on the total mass of the catalyst material (exclusive of the optionally present diluent). The thickness of the Layer is preferably 5 to 300 μm, particularly preferred 5 to 10 μm.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der ausgewählte Träger beschichtet mit einer wässrigen Aufschlämmung aus den Ausgangsmaterialien für das Katalysator-Precursor-Material oder einer Suspension davon in einem organischen Lösungsmittel, wie z. B. Toluol, gefolgt von der Entfernung von Wasser oder des organischen Lösungsmittels und gefolgt von den Verfahrensschritten, die in Punkt I beschrieben sind (Calcinierung, p/T-Behandlung, optionale Aktivierung). Wenn der Träger zu einem späteren Zeitpunkt beschichtet wird, können dieselben Techniken angewendet werden unter Verwendung einer optionalen Wärmebehandlung nach der Entfernung von Wasser oder des organischen Lösungsmittels, um das Katalysatormaterial auf dem Träger zu fixieren.In a preferred embodiment, the selected Carrier coated with an aqueous slurry from the starting materials for the catalyst precursor material or a suspension thereof in an organic solvent, such as Toluene, followed by the removal of water or the organic Solvent and followed by the process steps, which are described in point I (calcination, p / T treatment, optional Activation). If the carrier to a later When coated, the same techniques can be used be applied using an optional heat treatment after the removal of water or the organic solvent, to fix the catalyst material on the support.

III. Verfahren zum Oxidieren eines KohlenwasserstoffesIII. Process for oxidizing a hydrocarbon

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Oxidieren eines Kohlenwasserstoffes in Gegenwart von Sauerstoff und eines Katalysators, wie oben definiert.One Another aspect of the present invention relates to a method for oxidizing a hydrocarbon in the presence of oxygen and a catalyst as defined above.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst dieses Verfahren einen Schritt, in dem ein Kohlenwasserstoff, insbesondere ein Alkan, einer katalytischen Dampfphasenoxidationsreaktion unterworfen wird, wodurch eine ungesättigte Carbonsäure hergestellt wird. Diese Ausführungsform wird bevorzugt angewendet auf C1- bis C5-Alkane. Wenn z. B. Propan oder Isobutan als Ausgangsalkane verwendet wird, wird Acrylsäure bzw. Methacrylsäure in guten Ausbeuten erhalten.According to one preferred embodiment, this method comprises a Step in which a hydrocarbon, in particular an alkane, a subjected to catalytic vapor phase oxidation reaction, whereby an unsaturated carboxylic acid is produced. This embodiment is preferably applied to C1 to C5 alkanes. If z. As propane or isobutane as starting alkanes used is acrylic acid or methacrylic acid obtained in good yields.

In dieser Ausführungsform kann der Katalysator der Erfindung unter üblichen Bedingungen, um Kohlenwasserstoffe in ungesättigte Carbonsäuren umzuwandeln, verwendet werden. Die Reaktion wird bevorzugt in Festbettreaktoren durchgeführt, z. B. Festbettrohrreaktoren. Der Einfachheit halber kann Atmosphärendruck verwendet werden, während die Reaktion ähnlich unter niedrigeren oder höheren Drücke abläuft. Bevorzugt werden ein Inertgas (z. B. Stickstoff) und/oder Dampf gemischt mit dem Kohlenwasserstoff (z. B. Propan) und Sauerstoff. Eine Standardzuführzusammensetzung ist z. B. Alkan (z. B. Propan)/Sauerstoff/Stickstoff/Dampf von 1/2–2,2/18–17,8/9 (molares Verhältnis). Bevorzugte Reaktionstemperaturen liegen im Bereich von 350 bis 450°C. Die molare Menge an Dampf (H2O), bezogen auf die molare Gesamtmenge an Kohlenwasserstoff, O2, Inertgas (z. B. N2) und Dampf (H2O) kann deutlich mit dem Katalysator der Erfindung variiert werden. Geeignete Ergebnisse werden erzielt mit molaren Mengen von bevorzugt 5–65%, z. B. 10–50%.In this embodiment, the catalyst of the invention may be used under usual conditions to obtain Koh to convert hydrogens to unsaturated carboxylic acids. The reaction is preferably carried out in fixed bed reactors, e.g. B. fixed bed tube reactors. For the sake of simplicity, atmospheric pressure may be used while the reaction proceeds similarly at lower or higher pressures. An inert gas (eg nitrogen) and / or steam mixed with the hydrocarbon (eg propane) and oxygen are preferred. A standard feed composition is e.g. Alkane (eg propane) / oxygen / nitrogen / steam of 1 / 2-2.2 / 18-17.8 / 9 (molar ratio). Preferred reaction temperatures are in the range of 350 to 450 ° C. The molar amount of steam (H 2 O) based on the total molar amount of hydrocarbon, O 2 , inert gas (e.g., N 2 ), and steam (H 2 O) can be varied significantly with the catalyst of the invention. Suitable results are achieved with molar amounts of preferably 5-65%, z. B. 10-50%.

Die gegenwärtigen Erfinder haben gefunden, dass M1-reiche Katalysatorproben unter Anwendungsbedingungen, wie in Beispiel 4 beschrieben, überraschenderweise stabil sind. Nach 50 Stunden wurde im Wesentlichen kein Verlust der katalytischen Aktivität beobachtet. Eine Phasenanalyse der Katalysatorproben, die über diese Zeitdauer verwendet wurden, ließ ebenfalls keine erkennbare Reduzierung des M1-Phasengehaltes erkennen. Dies macht den Katalysator der vorliegenden Erfindung zu einer besonders attraktiven Wahl für industrielle Verfahren für die Oxidation von Kohlenwasserstoffen, wie hier zuvor beschrieben, worin derselbe Katalysatorbatch über einige Monate, z. B. mindestens 3 Monate, mindestens 6 Monate oder sogar mindestens 1 Jahr verwendet wurde.The Present inventors have found that M1-rich catalyst samples under conditions of use, as described in Example 4, surprisingly are stable. After 50 hours, there was essentially no loss observed the catalytic activity. A phase analysis the catalyst samples used over this period of time were also left no apparent reduction in the Detect M1 phase content. This makes the catalyst of the present Invention to a particularly attractive choice for industrial Process for the oxidation of hydrocarbons, such as described hereinbefore wherein the same catalyst batch is over a few months, eg At least 3 months, at least 6 months or even at least 1 year was used.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff, wie C3- bis C7-Alkan oder -Alken oxidiert („Ammoxidation”) in Gegenwart von Sauerstoff, Ammoniak und des Katalysators der Erfindung zu dem entsprechenden Nitril. Acrylnitril oder Methacrylnitril können auf diese Weise aus Propan, Propylen, Isobutan bzw. Isobuten hergestellt werden. Diese Ausführungsform wird durchgeführt unter auf diesem Gebiet gewöhnlichen Bedingungen, was z. B. eine Reaktionstemperatur von 350 bis 500°C, z. B. 400 bis 500°C und Atmosphärendruck bis zu 3 atm beinhaltet. Als Sauerstoffquelle wird gewöhnlich Luft verwendet.According to one Another embodiment is a saturated or unsaturated hydrocarbon, such as C3 to C7 alkane or alkene oxidizes ("ammoxidation") in the presence of oxygen, ammonia and the catalyst of the invention to the corresponding nitrile. Acrylonitrile or methacrylonitrile can produced in this way from propane, propylene, isobutane or isobutene become. This embodiment is performed under in this field ordinary conditions, what z. Legs Reaction temperature of 350 to 500 ° C, z. B. 400 to 500 ° C. and atmospheric pressure up to 3 atm. As an oxygen source usually air is used.

IV. Verfahren zur Erhöhung des M1-Gehaltes des calcinierten MetalloxidkatalysatorsIV. Procedure for increasing the M1 content of the calcined metal oxide catalyst

Das Konzept, das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, ist gleichermaßen anwendbar, um den M1-Phasengehalt des calcinierten MoVTeNb-Oxidkatalysators (Material), der eine andere Vorgeschichte hat als in dem beanspruchten Herstellungsverfahren definiert, zu erhöhen. Auf diese Weise ist es möglich, die Leistung eines bereits calcinierten Katalysators (Material), der z. B. unerwünscht hohe Gehalte an der amorphen Phase oder M2-Phase hat, zu erhöhen.The Concept underlying the present invention is equally applicable to the M1 phase content of the calcined MoVTeNb oxide catalyst (Material), which has a different history than in the claimed Manufacturing process defined to increase. To this Way it is possible the performance of an already calcined Catalyst (material), the z. B. undesirably high levels at the amorphous phase or M2 phase has to increase.

Dementsprechend betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Erhöhung des Gehaltes an M1-Phase in einem calcinierten Metalloxidkatalysatormaterial, umfassend Oxide von Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb) und optional mindestens ein weiteres Katalysatormetallelement, wie das oben definierte Z, welches den Schritt umfasst, dass der calcinierte Metalloxidkatalysator einer Behandlung bei einem Druck von mindestens 10 MPa und einer Temperatur von mindestens 400°C in Gegenwart einer inerten fluiden Phase unterworfen wird. Diese Behandlung kann durchgeführt werden unter denselben Bedingungen, wie in Punkt I für die p/T-Behandlung, die als zweiter Schritt des beanspruchten Herstellungsverfahrens durchgeführt wird, dargelegt wurde.Accordingly another aspect of the present invention relates to a method to increase the content of M1 phase in a calcined Metal oxide catalyst material comprising oxides of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb) and optionally at least another catalyst metal element, such as the Z defined above, which comprises the step of the calcined metal oxide catalyst a treatment at a pressure of at least 10 MPa and a Temperature of at least 400 ° C in the presence of an inert is subjected to fluid phase. This treatment can be done be under the same conditions as in point I for the p / T treatment, as the second step of the claimed manufacturing process was presented.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird der p/T-behandelte Katalysator einer Aktivierungsbehandlung in einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von 350 bis 700°C, insbesondere 580 bis 670°C, unterworfen. Hinsichtlich Details und Ausführungsformen dieser Aktivierungsbehandlung wird ebenfalls Bezug genommen auf das Herstellungsverfahren der Erfindung (siehe Punkt I).According to one preferred embodiment of the present method becomes the p / T-treated catalyst of an activation treatment in an inert gas atmosphere at a temperature of 350 to 700 ° C, in particular 580 to 670 ° C, subjected. For details and embodiments of this activation treatment Reference is also made to the manufacturing process of Invention (see point I).

Das vorliegende Verfahren wird bevorzugt angewendet auf Katalysatoren mit einer mittleren Zusammensetzung, wie sie in Punkten I und II beschrieben wurde, z. B. für Katalysatormaterialien der Formel (I) oder (II) und Ausführungsformen davon.The present method is preferably applied to catalysts with a medium composition, as described in points I and II has been described, for. B. for catalyst materials of Formula (I) or (II) and embodiments thereof.

Das Verfahren kann angewendet werden, um den M1-Phasengehalt um z. B. mindestens 10 Gew.-%, mindestens 20 Gew.-%, mindestens 30 Gew.-%, mindestens 40 Gew.-%, mindestens 50 Gew.-%, mindestens 60 Gew.-%, mindestens 70 Gew.-% oder mindestens 80 Gew.-% zu erhöhen, abhängig von dem M1-Gehalt des calcinierten Katalysatormaterials, das behandelt werden soll und dem Zielwert.The Method can be applied to the M1 phase content by z. B. at least 10% by weight, at least 20% by weight, at least 30% by weight, at least 40% by weight, at least 50% by weight, at least 60% by weight, to increase at least 70% by weight or at least 80% by weight, depending on the M1 content of the calcined catalyst material, that should be treated and the target value.

Gemäß einer Ausführungsform weist das calcinierte Metalloxidkatalysatormaterial vor der Behandlung einen Gehalt von weniger als 70 Gew.-%, z. B. weniger als 60 Gew.-%, weniger als 50 Gew.-% oder weniger als 40 Gew.-% M1-Phase auf und nach der Behandlung mindestens 85 Gew.-% M1-Phase, bevorzugt mindestens 90 Gew.-% M1-Phase, bevorzugter mindestens 95 Gew.-% M1-Phase, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an kristalliner Metalloxidkatalysatorphase.According to one embodiment, the calcined metal oxide catalyst material before treatment has a content of less than 70 wt .-%, z. Less than 60% by weight, less than 50% by weight or less as 40 wt .-% M1 phase on and after the treatment at least 85 wt .-% M1 phase, preferably at least 90 wt .-% M1 phase, more preferably at least 95 wt .-% M1 phase, each based on the Total amount of crystalline metal oxide catalyst phase.

Dieses Verfahren zur Erhöhung des M1-Gehaltes kann vorteilhafterweise verwendet werden bei der Regeneration von Katalysatoren, die niemals einen höheren Gehalt an M1-Phase zeigten oder zumindest teilweise ihren ursprünglichen M1-Phasengehalt während der Anwendung verloren. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird das zu behandelnde calcinierte Katalysatormaterial aus einem (gewöhnlich kontinuierlichen) Verfahren zur Herstellung einer ungesättigten Carbonsäure, das den Schritt umfasst, dass ein Alkan einer katalytischen Dampfphasenoxidationsreaktion in Gegenwart von Sauerstoff und des calcinierten Katalysators (wie in Punkt III beschrieben) unterworfen wird, entfernt und zumindest teilweise zu dem Verfahren zurückgeführt wird, nachdem das Verfahren zur Erhöhung des Gehaltes an M1-Phase durchgeführt worden ist.This Method for increasing the M1 content may be advantageous be used in the regeneration of catalysts that never showed a higher content of M1 phase or at least partially their original M1 phase content during lost the application. In this preferred embodiment is the treated calcined catalyst material from a (usually continuous) method of preparation an unsaturated carboxylic acid containing the step includes that an alkane of a vapor phase catalytic oxidation reaction in the presence of oxygen and the calcined catalyst (such as in point III) is removed, and at least partially attributed to the process, after the process for increasing the content of M1 phase has been carried out.

Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter erklärt durch die folgenden erfindungsgemäßen Beispiele und Vergleichsbeispiele und ihre Verwendung in einer repräsentativen Kohlenwasserstoffoxidationsreaktion.The The present invention will now be explained in more detail by the following examples of the invention and Comparative examples and their use in a representative Hydrocarbon oxidation reaction.

BeispieleExamples

Die folgenden analytischen Techniken wurden angewendet zur Beurteilung der Katalysatoren der vorliegenden Erfindung und Vergleichskatalysatoren.The The following analytical techniques were used for the assessment the catalysts of the present invention and comparative catalysts.

Röntgenpulverdiffraktion (XRD)X-ray powder diffraction (XRD)

Bestimmung des M1-Phasengehaltes (Gew.-%) und Kristallinität (Gew.-%)Determination of M1 phase content (wt.%) and crystallinity (% by weight)

Die Phasenzusammensetzung der Katalysatoren, bestimmt durch Röntgendiffraktion, durchgeführt an Labordiffraktometern, entweder einem STOE STADI P-Transmissionsdiffraktometer, ausgestattet mit einem fokussierenden Primär-Ge° (111)-Monochromator und einem positionssensitiven Detektor unter Verwendung von Cu-Kα1-Strahlung, oder einem Bruker AXS D8 Advance Bragg-Brentano-Diffraktometer, ausgestattet mit einem Sekundärgraphit-Monochromator und Szintillationszähler unter Verwendung von Cu-Kα+2-Strahlung.The phase composition of the catalysts, determined by X-ray diffraction, performed on laboratory diffractometers, either a STOE STADI P transmission diffractometer, equipped with a focusing primary Ge (111) -monochromator and a position-sensitive detector using Cu-Kα 1 radiation, or a Bruker AXS D8 Advance Bragg Brentano diffractometer equipped with a secondary graphite monochromator and scintillation counter using Cu-K α + 2 radiation.

Der M1-Phasengehalt in (Gew.-%) wurde bestimmt durch Anpassen (fitting) berechneter Diffraktionsdiagramme an die experimentellen Röntgendiffraktionsdaten unter Anwendung des Rietveld-Verfahrens (quantitative Rietveld-Analyse), bei der die „TOPAS”-Software verwendet wurde (v.3, Bruker AXS). In ihrer Grundform ergibt diese Analyse die Massenanteile (Gew.-%) solcher kristallinen Phasen in einer Phasenmischung, die eine bekannte Kristallstruktur haben, deren Summe als 100% definiert wird. Dementsprechend kann der Gehalt an amorphem Material nur wie später erklärt bestimmt werden.Of the M1 phase content in (wt%) was determined by fitting calculated diffraction diagrams of the experimental X-ray diffraction data using the Rietveld method (quantitative Rietveld analysis), where the "TOPAS" software was used (v.3, Bruker AXS). In its basic form, this analysis gives the mass fractions (Wt .-%) of such crystalline phases in a phase mixture, the have a known crystal structure whose sum is defined as 100% becomes. Accordingly, the content of amorphous material can only be like to be determined later explained.

Nach dem Wissen der gegenwärtigen Erfinder bilden Katalysatoren mit einer chemischen Zusammensetzung, wie sie in der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, als Hauptphasen nur M1 und M2 und gelegentlich eine oder mehrere unter fünf kristallinen Minderheitsphasen, d. h. (Mo, V, Nb)5O14 und V0,95Mo0,97O5, MoO2, MoO3 und TeMo5O16.To the knowledge of the present inventors, catalysts having a chemical composition as contemplated in the present invention form as main phases only M1 and M2 and occasionally one or more of five minority crystalline phases, ie (Mo, V, Nb) 5 O 14 and V 0.95 Mo 0.97 O 5 , MoO 2 , MoO 3 and TeMo 5 O 16 .

Die Kristallstrukturen von M1 und M2, publiziert von DeSanto et al. [ Z. Kristallogr. (2004) 219, 152–165 ] (ICSD Einträge 55097 bzw. 55098; ICSD = Inorganic Crystal Structure Database, Copyright 2007 durch Fachinformationszentrum (FIZ) Karlsruhe, Deutschland), werden verwendet, um die theoretischen Diffraktionsdiagramme dieser Phasen zu berechnen. Das M1:M2-Verhältnis ist definiert als das Verhältnis der entsprechenden Massenanteile, die gefunden wurden.The crystal structures of M1 and M2, published by DeSanto et al. [ Z. Kristallogr. (2004) 219, 152-165 ] (ICSD entries 55097 and 55098, ICSD = Inorganic Crystal Structure Database, copyright 2007 by Fachinformationszentrum (FIZ) Karlsruhe, Germany) are used to calculate the theoretical diffraction patterns of these phases. The M1: M2 ratio is defined as the ratio of the corresponding mass fractions found.

Wenn erforderlich, werden die theoretischen Diffraktionsdiagramme von Minderheitsphasen berücksichtigt, basierend auf der Strukturinformation für Mo5O14 (ICSD-27202) und V0,95Mo0,97O5 (ICSD-39386), MoO2 (ICSD-80830), MoO3 (ICSD-35076) und TeMo5O16 (ICSD-69063). Wenn optionale Katalysatorelemente wie Z (in Formel I und II) anwesend sind (d ≤ 0,05, bezogen auf Mo1), ändern sie das Diffraktionsmuster der kristallinen Phasen nicht derart, dass dies innerhalb der Genauigkeit der Bestimmung betrachtet werden muss. In dem sehr unwahrscheinlichen Fall, dass die kristalline Metalloxidphase ein unbekanntes kristallines Material in größeren Mengen enthalten würde, erlaubt eine kristallographische Analyse das Berücksichtigen seines Diffraktionsdiagrammes bei der Bestimmung des M1-Gehaltes.If necessary, the theoretical diffraction patterns of minority phases are considered, based on the structure information for Mo 5 O 14 (ICSD-27202) and V 0.95 Mo 0.97 O 5 (ICSD-39386), MoO 2 (ICSD-80830), MoO 3 (ICSD-35076) and TeMo 5 O 16 (ICSD-69063). If optional catalyst elements such as Z (in formulas I and II) are present (d ≤ 0.05, based on Mo 1 ), they do not alter the diffraction pattern of the crystalline phases such that this must be considered within the accuracy of the determination. In the very unlikely event that the crystalline metal oxide phase would contain an unknown crystalline material in larger quantities, crystallographic analysis allows the consideration of its diffraction pattern in determining the M1 content.

Gemäß einer alternativen Beschreibung eines Metalloxidkatalysatormaterials mit sehr hohen M1-Phasengehalten zeigt das XRD-Diagramm ausschließlich Diffraktionssignale, die der M1-Phase zugeschrieben werden können, und ist im Wesentlichen frei von anderen gut definierten Diffraktionspeaks. Der Ausdruck „gut definierter Diffraktionspeak” ist so zu verstehen, dass er sich auf ein Diffraktionssignal bezieht, das eine FWHM (Halbwertsbreite), d. h. die Breite des Peaks bei 50% seiner Höhe über der Basislinie, von höchstens 3° in 2 theta aufweist.According to an alternative description of a metal oxide catalyst material with very high M1 Pha The XRD plot shows only diffraction signals that can be attributed to the M1 phase and is essentially free of other well-defined diffraction peaks. The term "well defined diffraction peak" is understood to refer to a diffraction signal having a FWHM (half width), ie, the width of the peak at 50% of its height above the baseline, of at most 3 ° in 2 theta.

Die Menge an (Röntgen-)amorphem Material kann quantifiziert werden durch Erweitern des obigen Verfahrens, wenn die Probe vor der Analyse in einem bekannten Verhältnis mit einem internen Diffraktionsstandard mit bekannter Kristallinität und geeigneter linearer Schwächung, z. B. NIST SRM 674b TiO2 (μ = 536 cm–1 für Cu-Kα-Strahlung), der kommerziell erhältlich ist vom National Institute of Standards and Technology (NIST), USA, gemischt wird. Jetzt wird die Summe der kristallinen Phasen nicht mehr definiert als 100%, sondern die Anpassungsergebnisse werden zurückskaliert gemäß dem bekannten Massenanteil (Gew.-%) des internen Standards. Die Differenz zwischen der Summe der rückskalierten Massenfraktionen der kristallinen Phase und 100% wird dann dem amorphen Material zugeschrieben. Schließlich werden alle auf diesem Weg bestimmten Massenanteile wieder rückskaliert auf Werte, die der ursprünglichen Probe entsprechen (d. h. vor dem Mischen mit dem Standard). Auf diese Weise kann der Grad an Kristallinität der Probe (in Gew.-%) bestimmt werden.The amount of (X-ray) amorphous material can be quantified by extending the above method, if the sample is analyzed in a known ratio with an internal diffraction standard of known crystallinity and suitable linear attenuation, e.g. NIST SRM 674b TiO 2 (μ = 536 cm -1 for Cu-Kα radiation), which is commercially available from the National Institute of Standards and Technology (NIST), USA. Now, the sum of the crystalline phases is not more than 100%, but the fitting results are scaled back according to the known mass fraction (wt%) of the internal standard. The difference between the sum of the recalculated mass fractions of the crystalline phase and 100% is then attributed to the amorphous material. Finally, all mass fractions determined in this way are re-scaled back to values that correspond to the original sample (ie, prior to mixing with the standard). In this way the degree of crystallinity of the sample (in% by weight) can be determined.

REM und EDXREM and EDX

Morphologiestudien und Formanalyse kann durchgeführt werden unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie (REM). Für REM-Untersuchungen wurden Proben auf ein Kohlenstoffband ohne eine Vorbehandlung gelegt. Ein Hitachi S-5200 mit einem PGT spirit EDX-System und ein Hitachi S-4800 mit einem EDAX genesis EDX-Detektor wurden verwendet. EDX-Studien in den REMs wurden durchgeführt mit einer Beschleunigungsspannung von 10 kV, während REM-Abbildungen aufgenommen wurden bei 2 kV, um die Oberflächenauflösung zu optimieren. Die trockene Probe wurde zerkleinert unter Verwendung eines Mörsers und Pistills. Das zerkleinerte Pulver wurde in trockener Form auf einem kohlenstoffbeschichteten Kupfernetz feinstverteilt. Um die Bulkzusammensetzung einer gegebenen Verbindung über EDX zu berechnen, müssen einige Messungen kombiniert und gemittelt werden aufgrund der Tatsache, dass die durch EDX betrachtete Fläche relativ klein ist. Einen aussagekräftigen Wert kann man erhalten durch Mitteln der Werte, die aus 50 EDX-Messungen erhalten wurden.morphology studies and shape analysis can be performed using from scanning electron microscopy (SEM). For SEM examinations Samples were placed on a carbon tape without pretreatment. A Hitachi S-5200 with a PGT spirit EDX system and a Hitachi S-4800 with an EDAX genesis EDX detector were used. EDX studies in the SEMs were performed with an acceleration voltage of 10 kV while SEM images were taken at 2 kV to optimize the surface resolution. The dry sample was minced using a mortar and pestles. The crushed powder was in dry form a carbon-coated copper net finely distributed. To the Bulk composition of a given compound via EDX To calculate some measurements must be combined and averaged due to the fact that the area considered by EDX is relative is small. A meaningful value can be obtained by averaging the values obtained from 50 EDX measurements.

Physisorption von StickstoffPhysisorption of nitrogen

Die Messung von Stickstoffadsorption bei –196°C wurde durchgeführt unter Verwendung eines Autosorb-1-Instruments (Quantachrome). Die Brunauer-Emmett-Teller(BET)-Methode wurde verwendet, um die Oberfläche von festen Materialien zu bestimmen. Das Instrument misst die Menge an Stickstoff, der auf der Katalysatoroberfläche durch das statische volumetrische Verfahren bei einem Gleichgewichtsdampfdruck adsorbiert wird. Die Oberfläche wird berechnet aus der Menge an adsorbiertem Stickstoff, der eine Monoschicht bildet, unter der Annahme, dass die molekulare Querschnittsfläche von Stickstoff 16,2 Å2 ist. Vor der Adsorption müssen die Proben im Vakuum für mehrere Stunden bei Temperaturen zwischen 80 bis 300°C behandelt werden, um Moleküle, die aus der Umgebung adsorbiert wurden, zu entfernen. Der Katalysator der Erfindung wurde für 4 Stunden bei 80°C evakuiert. Danach werden bekannte Mengen an N2 in eine Probenzelle, die den Katalysator bei –196°C hält, gelassen. Die BET-Analyse erfordert eine lineare Auftragung der Menge an adsorbiertem Stickstoff bei einem relativen Druck p/p0 (p ist der gemessene Gleichgewichtsdampfdruck, p0 ist der Gleichgewichtsdampfdruck von flüssigem Stickstoff), welcher beschränkt ist auf einen limitierten Bereich der Adsorptionsisotherme, gewöhnlich in dem p/p0-Bereich von 0,05 bis 0,3. Vollständige Adsorption/Desorptions-Isothermen in dem p/p0-Bereich von 0,001 bis 1 wurden aufgezeichnet. Die Quantachrome AUTOSORB-Software wurde verwendet, um die BET-Oberfläche des Katalysators der Erfindung zu bestimmen, wobei 5 Datenpunkte in dem linearen relativen Druckbereich der Adsorptionsisotherme (p/p0 Druckbereich 0,05 bis 0,3) berücksichtigt wurden. Die Menge der Probe ist etwa 0,1 g.The measurement of nitrogen adsorption at -196 ° C was performed using an Autosorb-1 instrument (Quantachrome). The Brunauer-Emmett-Teller (BET) method was used to determine the surface area of solid materials. The instrument measures the amount of nitrogen adsorbed on the catalyst surface by the static volumetric method at equilibrium vapor pressure. The surface area is calculated from the amount of adsorbed nitrogen that forms a monolayer, assuming that the molecular cross-sectional area of nitrogen is 16.2 Å 2 . Prior to adsorption, the samples must be vacuum treated for several hours at temperatures between 80 to 300 ° C to remove molecules adsorbed from the environment. The catalyst of the invention was evacuated for 4 hours at 80 ° C. Thereafter, known amounts of N 2 are left in a sample cell which holds the catalyst at -196 ° C. The BET analysis requires a linear plot of the amount of adsorbed nitrogen at a relative pressure p / p 0 (p is the measured equilibrium vapor pressure, p 0 is the equilibrium vapor pressure of liquid nitrogen), which is limited to a limited range of the adsorption isotherm, usually in the p / p 0 range of 0.05 to 0.3. Complete adsorption / desorption isotherms in the p / p 0 range of 0.001 to 1 were recorded. The Quantachrome AUTOSORB software was used to determine the BET surface area of the catalyst of the invention taking into account 5 data points in the linear relative pressure range of the adsorption isotherm (p / p 0 pressure range 0.05 to 0.3). The amount of the sample is about 0.1 g.

Röntgenfluoreszenzmessungen (XRF)X-ray fluorescence measurements (XRF)

XRF-Messungen wurden durchgeführt an einem Sequenz-Röntgenfluoreszenz-Spektrometersystem S4 PIONEER, erhältlich von Bruker AXS GmbH, Deutschland. Um die Präzision des Verfahrens weiter zu erhöhen, können Standardproben hergestellt werden, die der zu analysierenden Probe angepasst werden, wie MoO3, V2O5, Te(OH)6 und Nb2O5. Wenn erforderlich, können andere geeignete Standards, die auf diesem Gebiet bekannt sind, verwendet werden.XRF measurements were performed on a Sequence X-ray Fluorescence Spectrometer System S4 PIONEER, available from Bruker AXS GmbH, Germany. To further increase the precision of the process, standard samples can be prepared which are adapted to the sample to be analyzed, such as MoO 3 , V 2 O 5 , Te (OH) 6 and Nb 2 O 5 . If necessary, other suitable standards known in the art can be used.

Beispiel 1 (Behandlung mit Wasser)Example 1 (treatment with water)

Ausgangsmaterialienraw materials

Molybdän(VI)oxid (MoO3, 99,5% Fluka), Tellursäure (Te(OH)6), 97,5–102,5% Aldrich), Vanadium(V)oxid (V2O5, 99,5% Riedelde Haën), Ammoniumniobat(V)oxalathydrat (NH4[NbO(C2O4)2]·xH2O, 99,99% H. C. Starck) und Oxalsäuredihydrat (C2H2O4·2H2O, 99,5% ROTH) wurden verwendet, wie erhalten. Destilliertes Wasser wurde auch für die Herstellung der wässrigen Lösungen verwendet.Molybdenum (VI) oxide (MoO 3 , 99.5% Fluka), telluric acid (Te (OH) 6 ), 97.5-102.5% Aldrich), vanadium (V) oxide (V 2 O 5 , 99.5 % Riedelde Haën), ammonium niobate (V) oxalate hydrate (NH 4 [NbO (C 2 O 4 ) 2 ] xH 2 O, 99.99% HC Starck) and oxalic acid dihydrate (C 2 H 2 O 4 .2H 2 O, 99 , 5% ROTH) were used as received. Distilled water was also used for the preparation of the aqueous solutions.

Herstellung von Mo-V-Te-Nb-O-KomplexoxidkatalysatorenPreparation of Mo-V-Te-Nb-O Complex Oxide Catalysts

Zuerst wurden das Molybdän(VI)oxid (130 mmol) und Oxalsäuredihydrat (158 mmol) in destilliertem Wasser (300 ml) unter heftigem Rühren bei 80°C für 30 Minuten gelöst. Als nächstes wurde die Te-haltige Lösung, bestehend aus Tellursäure (30 mmol), die in destilliertem Wasser (30 ml) unter kontinuierlichem Rühren bei 40°C für 15 Minuten gelöst worden war, zu der molybdänhaltigen Lösung zugegeben. Die V- haltige Lösung wurde durch vorsichtiges Zugeben von Oxalsäuredihydrat (56 mmol) zu einer Suspension aus dem Vanadium(V)oxid (19,5 mmol) in destilliertem Wasser (50 ml) unter kontinuierlichem Rühren bei 65°C für 30 Minuten hergestellt. Dann wurde diese Lösung zu der aus Mo/Te zugegeben. Danach wurde die Nb-haltige Lösung, bestehend aus Ammoniumniobat(V)oxalathydrat (16 mmol), aufgelöst in destilliertem Wasser (30 ml), unter kontinuierlichem Rühren bei 40°C für 15 Minuten zu der Mo/V/Te enthaltenden Lösung zugegeben. Schließlich wurde die daraus stammende homogene komplexe Lösung mit einem nominalen molaren Verhältnis von Mo/V/Te/Nb von 1/0,3/0,23/0,123 bei 40°C für weitere 30 Minuten gerührt.First were the molybdenum (VI) oxide (130 mmol) and oxalic acid dihydrate (158 mmol) in distilled water (300 ml) with vigorous stirring dissolved at 80 ° C for 30 minutes. Next became the Te-containing solution consisting of telluric acid (30 mmol) dissolved in distilled water (30 ml) under continuous Stirring at 40 ° C for 15 minutes was added to the molybdenum-containing solution. The V-containing solution was added by carefully adding Oxalic acid dihydrate (56 mmol) to a suspension of the Vanadium (V) oxide (19.5 mmol) in distilled water (50 ml) under continuous stirring at 65 ° C for Made for 30 minutes. Then this solution became the added from Mo / Te. Thereafter, the Nb-containing solution consisting from ammonium niobate (V) oxalate hydrate (16 mmol) dissolved in distilled water (30 ml), with continuous stirring at 40 ° C for 15 minutes to the Mo / V / Te Solution added. Eventually it became out of it originating homogeneous complex solution with a nominal molar ratio of Mo / V / Te / Nb of 1 / 0.3 / 0.23 / 0.123 stirred at 40 ° C for a further 30 minutes.

Um ein Pulver aus dieser komplexen Lösung zu erhalten, wurde das Sprühtrocknungsverfahren durchgeführt in einem Büchi 191 Mini Spray Dryer, der mit einer Einlauftemperatur von 150°C, einer Auslasstemperatur von etwa 110°C, Saug- und Pumpniveaus von 100% bzw. 10% und einer Luftdurchflussgeschwindigkeit von ~600 ml/min arbeitet. Das resultierende pulverförmige Produkt wurde schnell gesammelt und sofort einer Behandlung bei einer gemäßigten Temperatur in einer Atmosphäre von Luftfluss (100 ml/min) unterworfen. Die Behandlung beinhaltete ein 25-minütiges Aufheizen auf 275°C und Halten bei diesem Niveau für 1 Stunde. Das resultierende Pulver wurde sorgfältig gemahlen in einem Achatmörser und Pistill.Around to get a powder from this complex solution was the spray-drying process carried out in one Büchi 191 Mini Spray Dryer, with an inlet temperature of 150 ° C, an outlet temperature of about 110 ° C, Suction and pump levels of 100% and 10% and an air flow rate of ~ 600 ml / min works. The resulting powdery product was quickly collected and immediately undergone treatment at a moderate Temperature in an atmosphere of air flow (100 ml / min) subjected. The treatment included a 25-minute Heat up to 275 ° C and hold at this level for 1 hour. The resulting powder was ground thoroughly in an agate mortar and pestle.

Das komplexe Mo-V-Te-Nb-O-oxidkatalysatormaterial wurde hergestellt über eine p/T-Behandlung des so erhaltenen Precursors in überhitztem Wasserdampf mit anschließender Aktivierung in Argon. Typischerweise wurden 1,6 g des Precursorpulvers und 2,65 ml destilliertes Wasser in einem Edelstahlkessel (Volumen – 48 cm3) gemischt, der Kessel wurde dann mit einer Edelstahlabdeckung verschlossen (Kupferdichtungen wurden zwischen den Kessel und der Abdichtung gegeben) und in eine Edelstahlbombe gestellt. Die Bombe wurde verschlossen und bei 500°C für 2 Stunden gehalten. Das mit dem Spatel gesammelte Produkt der Behandlung mit überhitztem Wasserdampf wurde dann bei 110°C für 2 Stunden an Luft getrocknet. Die p/T-behandelte Katalysatormaterialprobe zeigte eine schwammähnliche Morphologie, wie in 1 gezeigt. Ihr p/T-Oberflächenwert war 18 m2/g.The complex Mo-V-Te-Nb-O-oxide catalyst material was prepared by p / T treatment of the resulting precursor in superheated steam followed by activation in argon. Typically, 1.6 g of the precursor powder and 2.65 ml of distilled water were mixed in a stainless steel kettle (volume - 48 cm 3 ), the kettle was then sealed with a stainless steel cover (copper seals were placed between the kettle and the seal) and into a stainless steel bomb posed. The bomb was sealed and kept at 500 ° C for 2 hours. The superheated steam treatment product collected with the spatula was then air dried at 110 ° C for 2 hours. The p / T treated catalyst sample showed a sponge-like morphology, as in 1 shown. Their p / T surface value was 18 m 2 / g.

Das resultierende Pulver wurde in einem Achatmörser und Pistill sorgfältig gemahlen und einer Aktivierungsbehandlung unter Erwärmen in einer Atmosphäre von Argonfluss (100 ml/min) unterworfen. Diese Behandlung beinhaltete ein 40-minütiges Aufheizen auf 600°C und Halten auf diesem Niveau für 2 Stunden. Das so synthetisierte Katalysatormaterial wurde sorgfältig gemahlen in einem Achatmörser und Pistill und gelagert in einem feuchtigkeitsfreien Exsikkator. Die Rekristallisation, die während dieser Aktivierungsbehandlung erfolgte, führte zur Bildung eines geradezu phasenreinen Materials, enthaltend 95 Gew.-% M1, 2 Gew.-% M2 und 3 Gew.-% V0,95Mo0,97O5, wie durch XRD bestimmt. Das aktivierte Material zeigte die übliche nadelförmige Morphologie der M1-Phase, wie in 2 gezeigt.The resulting powder was carefully ground in an agate mortar and pestle and subjected to an activation treatment with heating in an atmosphere of argon flow (100 ml / min). This treatment included heating to 600 ° C for 40 minutes and holding at this level for 2 hours. The catalyst material thus synthesized was carefully ground in an agate mortar and pestle and stored in a moisture-free desiccator. The recrystallization that occurred during this activation treatment resulted in the formation of a virtually phase-pure material containing 95 wt% M1, 2 wt% M2, and 3 wt% V 0.95 Mo 0.97 O 5 , as by XRD determined. The activated material showed the usual acicular morphology of the M1 phase, as in 2 shown.

Die mittlere Bulkzusammensetzung des resultierenden Katalysatormaterials wurde bestimmt durch EDX als Mo/V/Te/Nb = 1/0,34/0,078/0,14.The average bulk composition of the resulting catalyst material was determined by EDX as Mo / V / Te / Nb = 1 / 0.34 / 0.078 / 0.14.

Wenn die Zusammensetzung des Katalysatorendmaterials verglichen wird mit dem molaren Verhältnis der Ausgangsmaterialien, ist zu bemerken, dass der Vanadiumgehalt sich leicht erhöhte, wohingegen der Tellurgehalt deutlich verringert war. Letzteres aufgrund der Flüchtigkeit von Tellur unter den Herstellungsbedingungen. Es wird angenommen, dass diese Te-Verarmung keinen großen Einfluss auf die Eigenschaften des Katalysatorendmaterials hat, solange der Tellurgehalt innerhalb von gewissen Bereichen, wie in der vorliegenden Anmeldung spezifiziert, gehalten werden kann.If the composition of the catalyst end material is compared with the molar ratio of the starting materials to note that the vanadium content increased slightly, whereas the tellurium content was significantly reduced. The latter due the volatility of tellurium under the conditions of manufacture. It is believed that this Te depletion is not a big one Has an influence on the properties of the catalyst end material, as long as the tellurium content is within certain ranges, as in specified in the present application.

XRD-Diagramme von Proben, die bei verschiedenen Stufen der Herstellung gemacht wurden, sind in 3 nebeneinander gestellt. Diese XRD-Diagramme betreffen

  • a) das calcinierte Katalysatormaterial vor der p/T-Behandlung in Anwesenheit von Wasser, und
  • b) nach dieser Behandlung; und
  • c) das Katalysatorendmaterial nach der Aktivierungsbehandlung in Ar bei 600°C.
  • d) Das oberste XRD-Muster stammt von einem M1-Referenzmaterial.
XRD plots of samples taken at various stages of fabrication are in 3 juxtaposed. These XRD diagrams concern
  • a) the calcined catalyst material before the p / T treatment in the presence of water, and
  • b) after this treatment; and
  • c) the catalyst end material after the activation treatment in Ar at 600 ° C.
  • d) The topmost XRD pattern is from an M1 reference material.

3 bestätigt damit, dass das zunächst amorphe calcinierte Katalysatormaterial (3a) in der hoher Druck/Temperatur (p/T)-Behandlung der vorliegenden Erfindung wesentliche strukturelle Umlagerungen durchmacht. Es scheint, dass sich unter diesen Bedingungen Struktureinheiten vorwiegend entlang der kristallographischen c-Achse anordnen, was in nanokristallines M1 resultiert, wie durch nicht-isotrope Linienverbreiterungsanalyse der simulierten M1-Diagramme gezeigt wird ( P. D. Santo, D. J. Buttrey, R. K. Grasseli, C. G. Lugmair, A. F. Volpe, B. H. Toby, T. Vogt, Zeitschrift Cristallogr. 219 (2004) 152 ). Das Material ist jedoch immer noch röntgenamorph (siehe 3b). Kristallinität kann erzielt werden in der abschließenden Aktivierungsbehandlung (3c). 3 confirms that the initially amorphous calcined catalyst material ( 3a ) undergoes substantial structural rearrangements in the high pressure / temperature (p / T) treatment of the present invention. It appears that, under these conditions, structural units predominantly align along the crystallographic c-axis, resulting in nanocrystalline M1, as shown by nonisotropic line broadening analysis of the simulated M1 diagrams ( PD Santo, DJ Buttrey, RK Grasseli, CG Lugmair, AF Volpe, BH Toby, T. Vogt, Cristallogr magazine. 219 (2004) 152 ). However, the material is still X-ray amorphous (see 3b ). Crystallinity can be achieved in the final activation treatment ( 3c ).

Beispiel 2 (Behandlung mit Kohlendioxid) Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass 2,65 g H2O durch 6,57 g festes CO2 (Trockeneis) ersetzt wurden und die Behandlung bei hohem Druck und Temperatur über 15 Stunden durchgeführt wurde. Das resultierende Katalysatormaterial hatte fast dieselbe chemische Zusammensetzung wie die von Beispiel 1 und sehr ähnliche Eigenschaften.Example 2 (treatment with carbon dioxide) Example 1 was repeated except that 2.65 g of H 2 O was replaced by 6.57 g of solid CO 2 (dry ice) and the treatment was carried out at high pressure and temperature for 15 hours. The resulting catalyst material had almost the same chemical composition as that of Example 1 and very similar properties.

Vergleichsbeispiel 1 (hydrothermale Herstellung ohne anschließende p/T-Behandlung)Comparative Example 1 (hydrothermal production without subsequent p / T treatment)

Ammoniumheptamolybdat (NH4)6Mo7O24·4H2O (Merck), Vanadylsulfat VoSO4·5H2O (Riedel-de Häen), Tellursäure (Te(OH)6 (Aldrich) und Ammoniumnioboxalat (NH4)[NbO(C2O4)2(H2O]2]·3H2O (Aldrich) wurden als Ausgangsmaterialien verwendet, um die Ausgangssuspension herzustellen, die die Katalysatormetalle in einem molaren Verhältnis von Mo/V/Te/Nb = 1/0,25/0,23/0,12 enthielt. Zu diesem Zweck wurde Ammoniummolybdat in einer Menge, die 52 mmol Mo entsprach, zu 100 ml H2O bei 353 K (80°C) zugegeben, gefolgt von der Zugabe von Vanadylsulfat (13 mmol V) und Tellursäure (12 mmol Te). Die resultierende wässrige Mischung wurde abgekühlt auf 313 K (40°C) und zugegeben zu einer zweiten Lösung, hergestellt durch Auflösen von Ammoniumnioboxalat in einer Menge, die 6,5 mmol Nb entsprach, in 50 ml H2O bei 313 K (40°C). Nach dem Austausch von Restluft durch Stickstoff wurde Hydrothermalsynthese durchgeführt in einem Autoklaven, hergestellt von Hastelloy, bei 448 K (175°C) für 48 Stunden, wodurch ein autogener Druck von etwa 0,9 MPa erzeugt wurde. Die erhaltene Suspension wurde zentrifugiert für 20 min und der Niederschlag mit 100 ml destilliertem Wasser für 10 min gewaschen und unter Vakuum filtriert. Schließlich wurde das feste Material in einem Muffelofen bei 353 K (80°C) für 16 h in Luft getrocknet, wodurch sich ein Katalysator-Precursor-Material ergab.Ammonium heptamolybdate (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O (Merck), vanadyl sulfate VoSO 4 .5H 2 O (Riedel-de Häen), telluric acid (Te (OH) 6 (Aldrich) and ammonium niobium oxalate (NH 4 ) [NbO (C 2 O 4 ) 2 (H 2 O) 2 ] .3H 2 O (Aldrich) were used as starting materials to prepare the starting suspension containing the catalyst metals in a molar ratio of Mo / V / Te / Nb = 1/0 For this purpose, ammonium molybdate in an amount corresponding to 52 mmol of Mo was added to 100 ml of H 2 O at 353 K (80 ° C), followed by the addition of vanadyl sulfate (m.p. 13 mmol V) and telluric acid (12 mmol Te) The resulting aqueous mixture was cooled to 313 K (40 ° C) and added to a second solution prepared by dissolving ammonium niobium oxalate in an amount corresponding to 6.5 mmol Nb. in 50 ml of H 2 O at 313 K (40 ° C.) After replacing residual air with nitrogen, hydrothermal synthesis was carried out in an autoclave made by Hastelloy at 448K ( 175 ° C) for 48 hours, producing an autogenous pressure of about 0.9 MPa. The resulting suspension was centrifuged for 20 minutes and the precipitate was washed with 100 ml of distilled water for 10 minutes and filtered under vacuum. Finally, the solid material was air dried in a muffle furnace at 353K (80 ° C) for 16 hours to yield a catalyst precursor material.

3 g des Precursors wurden in einem rotierenden Ofen in synthetischer Luft (100 ml/min) auf 598 K (325°C) bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 10 K/min erwärmt und bei dieser Temperatur für 1 h calciniert. Das calcinierte Katalysator-Precursor-Material wurde dann einer abschließenden Aktivierungsbehandlung in einem rotierenden Ofen unter Inertgasstrom (Stickstoff, 100 ml/min) für 2 h bei 923 K (650°C) unterworfen. Das resultierende Katalysatormaterial hatte eine BET-Oberfläche von 1 m2/g und eine Metallzusammensetzung (EDX-Analyse) von Mo/V/Te/Nb = 1/0,22/0,186/0,29. Der M1-Phasengehalt war mehr als 95 Gew.-%.3 g of the precursor were heated in a rotating oven in synthetic air (100 ml / min) to 598 K (325 ° C) at a heating rate of 10 K / min and calcined at this temperature for 1 h. The calcined catalyst precursor material was then subjected to a final activation treatment in a rotating oven under an inert gas stream (nitrogen, 100 ml / min) for 2 h at 923 K (650 ° C). The resulting catalyst material had a BET surface area of 1 m 2 / g and a metal composition (EDX analysis) of Mo / V / Te / Nb = 1 / 0.22 / 0.186 / 0.29. The M1 phase content was more than 95% by weight.

Beispiel 3 (Oxidationstest)Example 3 (oxidation test)

Die Leistung des Katalysators gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurde in dem folgenden Oxidationsverfahren beurteilt.The Performance of the catalyst according to Example 1 and Comparative Example 1 was in the following oxidation process assessed.

Partielle Oxidation von Propan wurde durchgeführt in einem Reaktor für paralleles katalytisches Testen mit zwölf Festbettquarzrohrreaktoren (i. d. 4 mm; Länge 225 mm), der bei Atmosphärendruck arbeitet. Das Katalysatormaterial wurde in einer hydraulischen Presse verpresst (8 Tonnen Kraft auf eine runde Oberfläche von etwa 3 cm Durchmesser), gemahlen und manuell gesiebt hinsichtlich Partikelgrößen zwischen 0,24 und 0,45 mm. Die Zuflussrate wurde fixiert bei einer Raumgeschwindigkeit (GHSV) von 4800 h–1 (bei STP: Standardtemperaturdruckbedingungen) mit einem katalytischen Bettvolumen von 0,5 ml und einer korrespondierenden Betthöhe.Partial oxidation of propane was carried out in a parallel catalytic testing reactor with twelve fixed bed quartz tube reactors (id 4 mm, length 225 mm) operating at atmospheric pressure. The catalyst material was compacted in a hydraulic press (8 tons force on a round surface of about 3 cm diameter), ground and screened manually for particle sizes between 0.24 and 0.45 mm. The feed rate was fixed at a space velocity (GHSV) of 4800 h -1 (at STP: standard temperature pressure conditions) with a catalytic bed volume of 0.5 ml and a corresponding bed height.

Die Zufuhrzusammensetzung war 2,8 Vol.-% Propan, 6,3 Vol.-% Sauerstoff, 50,9 Vol.-% Stickstoff und 40 Vol.-% Dampf. Die Reaktion wurde durchgeführt bei 673 K (400°C). Die Produkte wurden analysiert durch zwei Online-Gaschromatograph-Systeme. Bei dem Reaktorauslass wurden die hergestellten Gase analysiert durch zwei GCs und der Umsatz von Propan, die Selektivität von Acrylsäure und die Acrylsäureausbeute berechnet. Der erste GC war konfiguriert mit einem Molekularsieb und Porapak-Säulen, gekoppelt mit einem thermischen Leitfähigkeitsdetektor für die Analyse der anorganischen Gase und Kohlenwasserstoffe (C1–C3). Der zweite GC war konfiguriert mit einer Kapillarsäule (HP-FFAP), gekoppelt mit einem Flammenionisationsdetektor für die Analyse von oxidierten Produkten.

  • Umsatz (%) = mol an verbrauchtem Propan/mol an zugeführtem Propans
  • Selektivität (%) = mol an gebildeter Acrylsäure/mol an verbrauchtem Propan × 100
  • Ausbeute (%) = mol an geformter Acrylsäure/mol an zugeführtem Propan × 100
The feed composition was 2.8 vol% propane, 6.3 vol% oxygen, 50.9 vol% nitrogen and 40 vol% steam. The reaction was carried out at 673 K (400 ° C). The products were analyzed by two online gas chromatograph systems. At the reactor outlet, the gases produced were analyzed calculated by two GCs and the conversion of propane, the selectivity of acrylic acid and the acrylic acid yield. The first GC was configured with a molecular sieve and Porapak columns coupled with a thermal conductivity detector for analysis of inorganic gases and hydrocarbons (C1-C3). The second GC was configured with a capillary column (HP-FFAP) coupled with a flame ionization detector for analysis of oxidized products.
  • Turnover (%) = moles of propane used / mole of propane delivered
  • Selectivity (%) = mol of acrylic acid produced / mol of propane used × 100
  • Yield (%) = mol of molded acrylic acid / mol of propane fed × 100

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Katalytische Leistung Katalysatorherstellung BET [m2/g) C3H8 Umwandlung [%] Selektivität Für Acrylsäure [%] Acrylsäureausbeute Beispiel 1 7 49 73 36 Vergleichsbeispiel 1 1 5 100 5 The results are shown in the following Table 1. Table 1 Catalytic Performance catalyst Preparation BET [m 2 / g) C 3 H 8 conversion [%] Selectivity for acrylic acid [%] Acrylic acid yield example 1 7 49 73 36 Comparative Example 1 1 5 100 5

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Phasen-angereicherter MoVTeNb-Mischoxidkatalysator und Verfahren zu seiner HerstellungPhase-enriched MoVTeNb mixed oxide catalyst and method for its production

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Metallmoxidkatalysatormaterials bereit, umfassend Oxide von Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: (i) Unterwerfen einer Katalysator-Precursor-Mischung, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb) einer Calcinierungsbehandlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von 150 bis 400°C, wodurch ein calciniertes Katalysatormaterial hergestellt wird, und (ii) Unterwerfen des calcinierten Katalysatormaterials einer Behandlung bei einem Druck von mindestens 10 MPa und einer Temperatur von mindestens 400°C in Gegenwart einer inerten fluiden Phase, wodurch ein Katalysatormaterial hergestellt wird, das Oxide von Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb) umfasst. Dieses Verfahren ergibt Katalysatormaterialien mit sehr hohen Gehalten an kristallographischer M1-Phase und ausgezeichnetem Propanumsatz, Raten und Selektivitäten für Acrylsäure in der Oxidation von Propan.The The present invention provides a process for the preparation of a Metal oxide catalyst material comprising oxides of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), the process being as follows Steps comprises: (i) subjecting a catalyst precursor mixture to comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and Niobium (Nb) a calcination treatment in an oxygen-containing Atmosphere at a temperature of 150 to 400 ° C, whereby a calcined catalyst material is produced, and (ii) subjecting the calcined catalyst material to treatment at a pressure of at least 10 MPa and a temperature of at least 400 ° C in the presence of an inert fluid phase, whereby a catalyst material is prepared, the oxides of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb). This method gives catalyst materials with very high levels of crystallographic M1 phase and excellent propane conversion, rates and selectivities for acrylic acid in the oxidation of propane.

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Claims (24)

Verfahren zur Herstellung eines Metalloxidkatalysatormaterials, umfassend ein Mischoxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (i) Unterwerfen einer Katalysator-Precursor-Mischung, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), einer Calcinierungsbehandlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von 150 bis 400°C, wodurch ein calciniertes Katalysatormaterial hergestellt wird, (ii) Unterwerfen des calcinierten Katalysatormaterials einer Behandlung bei einem Druck von mindestens 10 MPa und einer Temperatur von mindestens 400°C in Gegenwart einer inerten fluiden Phase, wodurch ein Katalysatormaterial, umfassend ein Mischoxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), hergestellt wird.Process for the preparation of a metal oxide catalyst material, comprising a mixed oxide comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), the process being the steps includes: (i) subjecting a catalyst precursor mixture to comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and Niobium (Nb), a calcination treatment in an oxygen-containing Atmosphere at a temperature of 150 to 400 ° C, whereby a calcined catalyst material is produced, (Ii) Subjecting the calcined catalyst material to treatment at a pressure of at least 10 MPa and a temperature of at least 400 ° C in the presence of an inert fluid phase, whereby a catalyst material comprising a mixed oxide comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb). Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das in Schritt (ii) erhaltene Katalysatormaterial einer Aktivierungsbehandlung in einer Inertgas-Atmosphäre bei einer Temperatur von 350 bis 700°C unterworfen wird.A method according to claim 1, wherein the catalyst material obtained in step (ii) of an activation treatment in an inert gas atmosphere at a temperature of 350 is subjected to 700 ° C. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Katalysator-Precursor-Mischung aus Salzen und Säuren, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), hergestellt wird.A method according to claim 1 or 2, wherein the catalyst precursor mixture of salts and acids, comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and Niobium (Nb) is produced. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Katalysator-Precursor-Mischung hergestellt wird in einem Verfahren, umfassend die Schritte des Herstellens einer Lösung oder Dispersion aus Salzen und Säuren, umfassend mindestens Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb) in einem Lösungsmittel, optionales Ausfällen von gelösten Salzen und Säuren dieser Metalle, Entfernen des Lösungsmittels aus der Lösung, Dispersion oder optional dem Niederschlag, wodurch eine feste Mischung gebildet wird, und Trocknen dieser festen Mischung, wodurch eine Katalysator-Precursor-Mischung gebildet wird.A method according to claim 1 or 2, wherein the catalyst precursor mixture is prepared in a method comprising the steps of preparing a solution or dispersion of salts and acids, comprising at least Molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb) in a solvent, optional precipitation of dissolved salts and acids of these metals, removing of the solvent from the solution, dispersion or optionally the precipitate, thereby forming a solid mixture and drying this solid mixture, thereby forming a catalyst precursor mixture is formed. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Calcinierungsbehandlung bei 200 bis 350°C durchgeführt wird.A method according to claim 1 or 2, wherein the calcination treatment at 200 to 350 ° C. is carried out. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Behandlung gemäß Schritt (ii) durchgeführt wird bei einer Temperatur von mindestens 460°C und einem Druck von mindestens 16 MPa.A method according to claim 1 or 2, wherein the treatment according to step (ii) is performed is at a temperature of at least 460 ° C and a Pressure of at least 16 MPa. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die fluide Phase gebildet wird durch mindestens eine Verbindung, die ein Molekulargewicht von weniger als 150 besitzt und aus mindestens zwei unterschiedlichen Elementen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, S, O und H, besteht.A method according to claim 1 or 2, wherein the fluid phase is formed by at least one compound, which has a molecular weight of less than 150 and at least two different elements selected from the group, consisting of C, S, O and H exists. Verfahren gemäß Anspruch 7, worin die Verbindung ausgewählt ist aus Kohlendioxid, Wasser und Schwefeldioxid.A method according to claim 7, wherein The compound is selected from carbon dioxide, water and sulfur dioxide. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin die Aktivierungsbehandlung bei 580 bis 670°C durchgeführt wird.A method according to claim 2, wherein the activation treatment was carried out at 580 to 670 ° C becomes. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die mittlere Zusammensetzung des Metalloxidkatalysatormaterials innerhalb der Bereiche liegt, die durch die folgende Formel (I) definiert werden: MoVaTebNbcZdOx (I)worin a = 0,15–0,50, b = 0,02–0,45, insbesondere 0,05–0,40, c = 0,05–0,45, d ≤ 0,05 und x die molare Zahl von Sauerstoff ist, der an die in diesem Mischmetalloxid vorliegenden Metallatome bindet, welche aus der relativen Menge und Valenz der Metallelemente folgt, und Z mindestens ein Element ist, ausgewählt aus Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pb und Bi, und bevorzugt innerhalb der Bereiche liegt, die durch die folgende Formel (II) definiert werden: MoVaTebNbcZdOx (II)worin a = 0,28–0,40, bevorzugt 0,29–0,38, insbesondere 0,30–0,36, b = 0,03–0,30, insbesondere 0,05–0,25, c = 0,05–0,20 und Z, d und x wie oben definiert sind.A process according to claim 1 or 2, wherein the average composition of the metal oxide catalyst material is within the ranges defined by the following formula (I): MoV a Te b Nb c Z d O x (I) where a = 0.15-0.50, b = 0.02-0.45, especially 0.05-0.40, c = 0.05-0.45, d ≤ 0.05, and x is the molar number of oxygen which binds to the metal atoms present in this mixed metal oxide, which follows from the relative amount and valence of the metal elements, and Z is at least one element selected from Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pb and Bi, and preferably within the Ranges defined by the following formula (II): MoV a Te b Nb c Z d O x (II) where a = 0.28-0.40, preferably 0.29-0.38, in particular 0.30-0.36, b = 0.03-0.30, in particular 0.05-0.25, c = 0.05-0.20 and Z, d and x are as defined above. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Metalloxidkatalysatormaterial einen Kristallinitätsgrad von mindestens 80 Gew.-% und einen Gehalt an M1-Phase in einer Menge von mindestens 85 Gew.-% aufweist, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, bevorzugter mindestens 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an kristalliner Metalloxidkatalysatorphase.A method according to claim 1 or 2, wherein the metal oxide catalyst material has a degree of crystallinity of at least 80% by weight and a content of M1 phase in an amount of at least 85% by weight, preferably at least 90% by weight, more preferably at least 95% by weight, based on the total amount crystalline metal oxide catalyst phase. Metalloxidkatalysatormaterial, umfassend ein Metallmischoxid, umfassend Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), wobei das Metalloxidkatalysatormaterial einen Kristallinitätsgrad von mindestens 80 Gew.-% und einen Gehalt an M1-Phase in einer Menge von mindestens 85 Gew.-% aufweist, bezogen auf die Gesamtmenge an kristalliner Metalloxidphase und erhältlich ist durch ein Verfahren, das in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert ist.Metal oxide catalyst material comprising a mixed metal oxide, comprising molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and Niobium (Nb), wherein the metal oxide catalyst material a degree of crystallinity of at least 80% by weight and a content of M1 phase in an amount of at least 85% by weight, based on the total amount crystalline metal oxide phase and is available through a method as defined in any one of claims 1 to 10 is. Metalloxidkatalysatormaterial gemäß Anspruch 12, wobei die mittlere Zusammensetzung des Metalloxidkatalysatormaterials innerhalb der Bereiche liegt, die durch die folgende Formel (I) definiert werden: MoVaTebNbcZdOx (I)worin a = 0,15–0,50, b = 0,02–0,45, insbesondere 0,05–0,40, c = 0,05–0,45, d ≤ 0,05 und x die molare Zahl von Sauerstoff ist, der an die in diesem Mischmetalloxid vorliegenden Metallatome bindet, welche aus der relativen Menge und Valenz der Metallelemente folgt, und Z ist mindestens ein Element, ausgewählt aus Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pb und Bi, und bevorzugt innerhalb der Bereiche liegt, die durch die folgende Formel (II) definiert werden: MoVaTebNbcZdOx (II)worin a = 0,28–0,40, bevorzugt 0,29–0,38, insbesondere 0,30–0,36, b = 0,03–0,30, insbesondere 0,05–0,25, c = 0,05–0,20 und Z, d und x wie oben definiert sind.The metal oxide catalyst material according to claim 12, wherein the average composition of the metal oxide catalyst material is within the ranges defined by the following formula (I): MoV a Te b Nb c Z d O x (I) where a = 0.15-0.50, b = 0.02-0.45, especially 0.05-0.40, c = 0.05-0.45, d ≤ 0.05, and x is the molar number of oxygen which binds to the metal atoms present in this mixed metal oxide, which follows from the relative amount and valency of the metal elements, and Z is at least one element selected from Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pb and Bi, and preferably within the Ranges defined by the following formula (II): MoV a Te b Nb c Z d O x (II) where a = 0.28-0.40, preferably 0.29-0.38, in particular 0.30-0.36, b = 0.03-0.30, in particular 0.05-0.25, c = 0.05-0.20 and Z, d and x are as defined above. Metalloxidkatalysatormaterial, umfassend ein Mischoxid, umfassend Molydbän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), wobei das Metalloxidkatalysatormaterial einen Kristallinitätsgrad von mindestens 80 Gew.-% aufweist und M1-Phase in einer Menge von mindestens 85 Gew.-% umfasst, basierend auf der Gesamtmenge der kristallinen Metalloxidkatalysatorphase und die mittlere Zusammensetzung des Materials innerhalb der Bereiche liegt, die durch die folgende Formel (II) definiert werden: MoVaTebNbcZdOx (II)worin a = 0,28–0,40, bevorzugt 0,29–0,38, insbesondere 0,30–0,36, b = 0,03–0,30, insbesondere 0,05–0,25, c = 0,05–0,20 und d ≤ 0,05 und x die molare Zahl von Sauerstoff ist, der an die in diesem Mischmetalloxid vorliegenden Metallatome bindet, welche aus der relativen Menge und Valenz der Metallelemente folgt, und Z ist mindestens ein Element, ausgewählt aus Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pb und Bi.A metal oxide catalyst material comprising a composite oxide comprising molydbene (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), wherein the metal oxide catalyst material has a degree of crystallinity of at least 80% by weight and M1 phase in an amount of at least 85 Wt .-%, based on the total amount of the crystalline metal oxide catalyst phase and the average composition of the material is within the ranges defined by the following formula (II): MoV a Te b Nb c Z d O x (II) where a = 0.28-0.40, preferably 0.29-0.38, in particular 0.30-0.36, b = 0.03-0.30, in particular 0.05-0.25, c = 0.05-0.20 and d ≤ 0.05 and x is the molar number of oxygen that binds to the metal atoms present in this mixed metal oxide, which follows from the relative amount and valency of the metal elements, and Z is at least one element selected from Ru, Mn, Sc, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Rh, Pd, In, Sb, Ce, Pr, Nd, Te, Sm, Tb, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Pb and Bi. Metalloxidkatalysatormaterial gemäß Anspruch 12, 13 oder 14, wobei der M1-Phasengehalt mindestens 90 Gew.-% beträgt, insbesondere mindestens 95 Gew.-%.Metal oxide catalyst material according to claim 12, 13 or 14, wherein the M1 phase content is at least 90% by weight, in particular at least 95% by weight. Metalloxidkatalysatormaterial gemäß Anspruch 12, 13 oder 14, wobei der Katalysator, wenn er in der Oxidation von Propan zu Acrylsäure verwendet wird, eine Propanumsatzrate von mindestens 40% und Selektivität für Acrylsäure von mindestens 65% zeigt.Metal oxide catalyst material according to claim 12, 13 or 14, the catalyst being in the oxidation from propane to acrylic acid is used, a propane conversion rate of at least 40% and selectivity to acrylic acid of at least 65% shows. Verfahren zur Herstellung eines oxidierten Kohlenwasserstoffes aus einem Kohlenwasserstoff, das umfasst, dass der Kohlenwasserstoff einer katalytischen Dampfphasenoxidationsreaktion in Gegenwart von Sauerstoff und eines Katalysators, umfassend ein Metalloxidkatalysatormaterial, wie in einem der Ansprüche 12 bis 16 definiert, unterworfen wird.Process for the preparation of an oxidized hydrocarbon from a hydrocarbon that includes the hydrocarbon a catalytic vapor phase oxidation reaction in the presence of oxygen and a catalyst comprising a metal oxide catalyst material, as defined in any one of claims 12 to 16 becomes. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der Kohlenwasserstoff ein Alkan ist und der oxidierte Kohlenwasserstoff eine ungesättigte Carbonsäure ist.A method according to claim 17, wherein the hydrocarbon is an alkane and the oxidized hydrocarbon is an unsaturated carboxylic acid. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Alkan Propan ist und die ungesättigte Carbonsäure Acrylsäure ist.The method of claim 18, wherein the alkane is propane and the unsaturated carboxylic acid Acrylic acid is. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der Kohlenwasserstoff ein Alkan oder ein Alken ist, die Reaktion in Gegenwart von Ammoniak durchgeführt wird und der oxidierte Kohlenwasserstoff ein Nitril ist.A method according to claim 17, wherein the hydrocarbon is an alkane or an alkene, the reaction in The presence of ammonia is carried out and the oxidized Hydrocarbon is a nitrile. Verfahren zur Erhöhung des Gehaltes an M1-Phase in einem calcinierten Metalloxidkatalysator, umfassend Oxide von Molybdän (Mo), Vanadium (V), Tellur (Te) und Niob (Nb), das den Schritt umfasst: Unterwerfen eines calcinierten Metalloxidkatalysators einer Behandlung bei einem Druck von mindestens 10 MPa und einer Temperatur von mindestens 400°C in Gegenwart einer inerten fluiden Phase.A process for increasing the content of M1 phase in a calcined metal oxide catalyst comprising oxides of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and niobium (Nb), comprising the step of: subjecting a calcined metal oxide catalyst to treatment at one Pressure of at least 10 MPa and a temperature of at least 400 ° C in the presence of an inert fluid phase. Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei der behandelte calcinierte Katalysator einer Aktivierungsbehandlung in einer Inertgas-Atmosphäre bei einer Temperatur von 350 bis 700°C, insbesondere 580 bis 670°C, unterworfen wird.The method of claim 21, wherein the treated calcined catalyst of an activation treatment in an inert gas atmosphere at a temperature of 350 to 700 ° C, in particular 580 to 670 ° C, subjected becomes. Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, worin der calcinierte Metalloxidkatalysator vor der Behandlung einen Gehalt von weniger als 70 Gew.-% M1-Phase aufweist und nach der Behandlung mehr als 85 Gew.-% M1-Phase, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an kristalliner katalytischer Metalloxidphase.A method according to claim 21 or 22, wherein the calcined metal oxide catalyst prior to treatment a Content of less than 70 wt .-% M1 phase and after the Treatment more than 85 wt .-% M1 phase, in each case based on the Total amount of crystalline catalytic metal oxide phase. Verfahren gemäß Anspruch 21, 22 oder 23, worin der calcinierte Katalysator, der behandelt werden soll: (i) entfernt wird aus einem kontinuierlichen Verfahren zur Herstellung einer ungesättigten Carbonsäure, das den Schritt umfasst, dass ein Alkan in Gegenwart von Sauerstoff und des calcinierten Katalysators einer katalytischen Dampfphasenoxidationsreaktion unterworfen wird, (ii) zumindest teilweise für das Verfahren wieder verwendet wird, nachdem das Verfahren zur Erhöhung des Gehaltes an M1-Phase durchgeführt worden ist.A method according to claim 21, 22 or 23, wherein the calcined catalyst to be treated is: (I) is removed from a continuous process for production an unsaturated carboxylic acid containing the step includes an alkane in the presence of oxygen and the calcined Catalyst subjected to a catalytic vapor phase oxidation reaction becomes, (ii) at least partially for the process again is used after the process of increasing the content on M1 phase has been carried out.
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