DE1269100B - Process for the preparation of catalysts for the production of acrylonitrile - Google Patents
Process for the preparation of catalysts for the production of acrylonitrileInfo
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BOIjBOIj
C07cC07c
12 g-11/32
12O-2112 g-11/32
12O-21
1 269 100
P 12 69 100.8-41
28. August 1961
30. Mai 19681 269 100
P 12 69 100.8-41
August 28, 1961
May 30, 1968
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren, die Molybdän, Wismut und Silicium, aber keinen Phosphor enthalten. Diese Katalysatoren finden bei der Synthese von Acrylnitril aus Propylen, Ammoniak und Sauerstoff Anwendung und besitzen gegenüber den bisher bekannten, diese oder ähnliche Bestandteile enthaltenden Katalysatoren den Vorteil, daß bei den damit zu katalysierenden Reaktionen eine Ausbeutesteigerung erzielt werden kann und daß ίο auch die Reaktion besser beherrschbar wird.The present invention is a process for the preparation of catalysts which Contains molybdenum, bismuth and silicon, but does not contain phosphorus. These catalysts are found at the Synthesis of acrylonitrile from propylene, ammonia and oxygen application and possess opposite the previously known catalysts containing these or similar components have the advantage that in the reactions to be catalyzed with it, an increase in yield can be achieved and that ίο the reaction also becomes more manageable.
Es ist schon seit längerer Zeit bekannt, daß bei der Herstellung von Katalysatoren, die Molybdän, Wismut und Kieselsäure enthalten, auf nassem Wege Katalysatoren erhalten werden können, die für Oxydationsreaktionen, besonders für die Synthese von Acrylnitril aus Propylen, Ammoniak und Sauerstoff, gut brauchbar sind. Üblicherweise wird dabei so vorgegangen, daß eine Aufschlämmung von fester Molybdänsäure in einer Lösung von Wismutnitrat, Salpetersäure und Phosphorsäure mit Kieselsol gemischt und die Mischung anschließend getrocknet und calciniert wird (Verfahren A). Die mit dem so erhaltenen Katalysator erzielbaren Umsetzungen betragen beispielsweise bei der Acrylnitrilsynthese im Fließbett maximal 50%, bezogen auf eingesetztes Propylen. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, solche Katalysatoren in Abwesenheit von Phosphorsäure herzustellen, indem Ammonmolybdat in einem sehr großen Volumen einer Kieselgelsuspension gelöst, mit Wismutnitrat und anschließend mit verdünnter Salpetersäure versetzt wird und der dabei entstandene Niederschlag abfiltriert, getrocknet und calciniert wird (Verfahren B). Die mit solchen, phosphorfreien Katalysatoren erzielten Umsätze waren aber wesentlieh schlechter und betrugen bei der Acrylnitrilsynthese nur 22,9 %, bezogen auf eingesetztes Propylen. Im allgemeinen wurde bisher die Ansicht vertreten, daß Katalysatoren auf Basis Wismutphosphormolybdat auf Kieselsäureträgern die besten Ergebnisse liefern, daß aber weder die Rohstoffquellen noch die Herstellungsweise des Katalysators die mit diesem erzielbaren Ausbeuten beeinflussen.It has been known for a long time that in the manufacture of catalysts using molybdenum, Containing bismuth and silica, catalysts can be obtained by the wet route, which for oxidation reactions, especially for the synthesis of acrylonitrile from propylene, ammonia and oxygen, are usable. Usually the procedure is so that a slurry of solid Molybdic acid in a solution of bismuth nitrate, nitric acid and phosphoric acid mixed with silica sol and the mixture is then dried and calcined (Method A). The one with that The resulting catalyst conversions are, for example, in the acrylonitrile synthesis Fluidized bed maximum 50%, based on the propylene used. It has also already been suggested to prepare such catalysts in the absence of phosphoric acid by adding ammonium molybdate in one very large volume of a silica gel suspension dissolved with bismuth nitrate and then with diluted Nitric acid is added and the resulting precipitate is filtered off, dried and calcined becomes (method B). However, the conversions achieved with such phosphorus-free catalysts were essential worse and amounted to only 22.9% in the acrylonitrile synthesis, based on the propylene used. In general, it has been the view that catalysts based on bismuth phosphorus molybdate on silica carriers give the best results, but neither do the raw material sources nor the method of preparation of the catalyst affect the yields achievable with this.
Es konnte nun im Gegensatz dazu gefunden werden, daß die Ausbeute bei der Gewinnung von Acrylsäurenitril
mit Hilfe von Molybdän-Wismut-Katalysatoren erheblich verbessert werden kann, wenn
die in diesem Verfahren verwendete Katalysatormasse völlig homogen ist und somit das für den
besonderen Fall höchste Atomverhältnis des Molybdäns zu Wismut von 4:3, auch im molekularen
Größenbereich verwirklicht ist. Dieser Forderung Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren
zur Gewinnung von AcrylsäurenitrilIn contrast, it has now been found that the yield in the recovery of acrylonitrile with the help of molybdenum-bismuth catalysts can be significantly improved if the catalyst mass used in this process is completely homogeneous and thus the highest atomic ratio of the for the particular case Molybdenum to bismuth of 4: 3, also in the molecular size range is realized. This requirement process for the production of catalysts
for the production of acrylonitrile
Anmelder:Applicant:
Lentia Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Chem. u. pharm. Erzeugnisse-Industriebedarf,
8000 München 15, Schwanthalerstr. 39Lentia limited liability company
Chem. And pharm. Products-industrial supplies,
8000 Munich 15, Schwanthalerstr. 39
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dr. Heinz König, Linz (Österreich)Dr. Heinz König, Linz (Austria)
genügen aber weder der nach Verfahren A noch der nach Verfahren B erhaltene Katalysator. Bei Verfahren A geht die als Ausgangsmaterial verwendete feste Molybdänsäure nur teilweise als Phosphormolybdänsäure in Lösung, und die ungelöst gebliebene Molybdänsäure bleibt ungleichmäßig in der Katalysatormasse verteilt. Bei Verfahren B sind die Verhältnisse noch ungünstiger, da hier von Kieselsäuregel ausgegangen wird und sowohl das Wismut, und zwar durch Hydrolyse, als auch das Molybdän durch die Säureeinwirkung im Zuge der Katalysatorherstellung ausfallen und naturgemäß dabei keine homogene Masse bilden. Die mit dem nach B gewonnenen Katalysator erhaltenen Ausbeuten liegen demnach auch wesentlich tiefer.however, neither the catalyst obtained by process A nor the catalyst obtained by process B are sufficient. at Method A only partially uses the solid molybdic acid used as the starting material as phosphomolybdic acid in solution, and the undissolved molybdic acid remains unevenly distributed in the catalyst mass. In method B are the conditions are even more unfavorable, since silica gel is assumed here and both that Bismuth, through hydrolysis, as well as the molybdenum through the action of acids in the course of the Catalyst production fail and naturally do not form a homogeneous mass. The one with the Yields obtained after the catalyst obtained from B are accordingly also significantly lower.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, bei der Herstellung von Oxydationskatalysatoren auf Basis Wismut—Molybdän von gelöster Phosphormolybdänsäure auszugehen und diese durch Mischen mit Wismutsalzen, Kieselsäuresol und Salpetersäure in eine homogene Lösung überzuführen, aus der durch Trocknen eine weitgehend homogene Katalysatormasse erhalten werden kann (Verfahren C). Mit diesem Katalysator können bei der als Testreaktion verwendeten Acrylnitrilsynthese aus Propylen Umsätze von 60% erhalten werden. Dieses Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß die Ausgangssubstanz Phosphormolybdänsäure in einem gesonderten aufwendigen Verfahren hergestellt werden muß und dadurch das Verfahren zur Herstellung des Katalysators kompliziert und damit kostspielig wird.It has also already been proposed in the production of oxidation catalysts based Bismuth — molybdenum from dissolved phosphomolybdic acid go out and this by mixing with bismuth salts, silica sol and nitric acid in a transfer homogeneous solution, from which a largely homogeneous catalyst mass by drying can be obtained (method C). This catalyst can be used as a test reaction Acrylonitrile synthesis used from propylene conversions of 60% can be obtained. This method however, has the disadvantage that the starting substance is phosphomolybdic acid in a separate complex process must be produced and thereby the process for production of the catalytic converter becomes complicated and therefore costly.
Überraschenderweise zeigte sich nun, daß es möglich ist, in Abwesenheit von Phosphorsäure und/oder Phosphaten einen Katalysator auf Basis Wismut, Molybdän und Kieselsäure herzustellen, der bei der als Testreaktion verwendeten Acrylnitril-Surprisingly, it has now been found that it is possible in the absence of phosphoric acid and / or phosphates to produce a catalyst based on bismuth, molybdenum and silica, the acrylonitrile used as the test reaction
809 557/478809 557/478
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synthese Umsätze von über 60% erzielen läßt, wenn einwirkung oder Elektrolytzusatz, beispielsweise durchSynthesis sales of over 60% can be achieved if exposure or electrolyte addition, for example by
man die Katalysatorbestandteile, unter Verwendung Zusatz von Ammonnitrat, beschleunigt werden. Dasthe catalyst components can be accelerated using the addition of ammonium nitrate. That
von Kieselsäure in Solform, in eine homogene, saure so erhaltene Gel wird anschließend getrocknet undof silica in sol form, into a homogeneous, acidic gel thus obtained is then dried and
Lösung überführt und dafür sorgt, daß auch während calciniert und kann auf übliche Weise, beispielsweiseSolution transferred and ensures that even while calcined and can in the usual way, for example
der Trocknung Entmischungsvorgänge, wie beispiels- 5 durch Brechen oder Vermählen und anschließendethe drying, demixing processes, such as, for example, 5 by breaking or grinding and then subsequent
weise Niederschlagsbildung, vermieden werden. Tablettierung oder Granulation, vorzugsweise unterwise formation of precipitation should be avoided. Tableting or granulation, preferably under
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dem- Ausschluß von lösend wirkenden Flüssigkeiten inThe subject of the present invention is therefore the exclusion of dissolving liquids in
nach ein Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren, die zum Einsatz in den Reaktor erforderliche Formaccording to a process for the production of catalysts in the form required for use in the reactor
die zur Gewinnung von Acrylsäurenitril durch Um- gebracht werden.which are used for the production of acrylonitrile by Um-.
setzung von Propylen mit Ammoniak und Sauerstoff io Die Gelierung kann aber auch dadurch erzielt in Gegenwart von Wasserdampf geeignet sind und werden, daß die saure, homogene Lösung in gleichdie Molybdän, Wismut und Silicium enthalten, aus mäßigen Tropfen in ein erhitztes Öl eingetragen Mischungen von Ammoniummolybdat, Wismutsalzen, wird. Die dabei entstehenden Gelkugeln können Kieselsäure und einer Mineralsäure, das dadurch ebenfalls auf übliche Weise getrocknet und calciniert gekennzeichnet ist, daß man aus Ammoniummolyb- 15 werden und sind auf Grund ihrer gleichmäßigen dat, Wismutsalzen, Kieselsäuresol und einer zur Form vor allem für Fließbettverfahren geeignet. Verhinderung der Hydrolyse der Wismutsalze aus- Es ist natürlich auch möglich, die homogene, reichenden Menge Salpetersäure, gegebenenfalls in saure Lösung durch Versprühen in oder auf ein Gegenwart von phosphatfreien Verbindungen des vorerhitztes Medium zu trocknen. Dies kann entBerylliums, Calciums, Strontiums, Bariums, Zinks, 20 weder durch Eindüsen in einen heißen Gasstrom Cadmiums, Lithiums, Natriums und bzw. oder oder durch Aufsprühen auf einen erhitzten festen Silbers eine homogene saure Lösung bereitet, diese Körper, beispielsweise eine Wand, geschehen, unter Vermeidung von Entmischungen trocknet und Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anschließend auf Temperaturen von 350 bis 500°C vorliegenden Erfindung wird die homogene saure erhitzt. 25 Lösung durch Sprühen als Schicht auf vorerhitzte Für das Gelingen des erfindungsgemäßen Verfah- kristalline, kompakte Kerne aus Aluminiumsilikat, rens ist es unwesentlich, in welcher Reihenfolge die Korund, Quarz, Feldspat oder Granit von 1 bis einzelnen Bestandteile Ammonmolybdat, Wismutsalz, 8 mm Korngröße und einer Porosität von unter Kieselsäuresol und Salpetersäure gemischt werden. 10 Volumprozent aufgetragen. Bei dieser Auftragungs-Vorübergehend auftretende Niederschläge gehen rasch 30 methode trocknet die saure Katalysatorlösung sofort wieder in Lösung. Die Salpetersäure wird dabei so auf, und die so erhaltenen beschichteten Kerne können bemessen, daß keine Hydrolyse des Wismutsalzes anschließend in üblicher Weise nachgetrocknet und mehr auftreten kann. Dies wird in der Regel dann calciniert werden. Die so erhaltenen Katalysatoren, erreicht, wenn die Säurekonzentration in der Kata- die aus einem inaktiven Kern und einer katalytisch lysatorlösungf mindestens etwa 2 Säureäquivalente 35 aktiven Beschichtung bestehen, haben nämlich neben pro Liter beträgt. Wesentlich für das Gelingen des der völligen Homogenität der Wirkstoffschicht außererfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß in der Reak- dem den Vorteil, daß die mit Hilfe solcher Katalysationslösung Phosphorsäure bzw. Phosphationen nicht toren durchgeführten Oxydationsreaktionen, vor allem zugegen sind, da diese mit dem Ammonmolybdat dann, wenn es sich um Festbettverfahren handelt, unter Niederschlagsbildung zum schwerlöslichen Am- 40 wesentlich besser beherrscht werden können als monphosphormolybdat reagieren. Ein aus einer sol- solche, bei denen Vollkontakte verwendet werden chen Mischung erhaltener Katalysator entbehrt dann und plötzliche allgemeine oder auch lokale, unernaturgemäß der nötigen Homogenität und liefert wünschte Temperaturerhöhungen auftreten, die bei dementsprechend nur sehr schlechte Ausbeuten. der Acrylnitrilsynthese aus Olefinen die Totalver-Weitere Katalysatorbestandteile, wie phosphatfreie 45 brennung begünstigen und beträchtliche Ausbeute-Verbindungen der Metalle Beryllium, Calcium, Stron- Verluste zur Folge haben. Ferner haben solche Katatium, Barium, Zink, Cadmium, Lithium, Natrium lysatoren auch den Vorteil, daß bessere Ausbeuten und/oder Silber, die überraschenderweise eine weitere pro Kilogramm Katalysatormasse und bessere Raum-Erhöhung des Umsatzes bewirken, können an einer Zeit-Ausbeuten erzielt werden, da die Reaktionsbeliebigen Stelle der Herstellung der sauren, homo- 5° bedingungen wie Reaktionstemperatur und Verweilgenen Lösung gemäß vorliegender Erfindung zu- zeit der Reaktion besser angepaßt werden können, gesetzt werden. Das Atomverhältnis dieser Metalle Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des erfinzu Molybdän kann dabei bis 30:100 betragen. Als dungsgemäßen Verfahrens ist die Beschaffenheit der Verbindungen sind vor allem die Nitrate zu bevor- Kontaktkerne von wesentlicher Bedeutung für die zügen, es können aber auch Acetate, Oxyde oder 55 Güte des damit erhaltenen Katalysators. Nur kom-Hydroxyde verwendet werden. pakte kristalline Kerne sind dazu geeignet, wobei Weiter ist wesentlich, daß die Trocknung der eine Überschreitung einer Porosität von 10 Volumsauren homogenen Lösung unter Vermeidung jeg- prozent bereits eine wesentliche Ausbeuteerniedrigung licher Entmischungsvorgänge, wie beispielsweise Nie- mit sich bringt. Unter Bedingungen, bei denen man derschlagsbildung, vorgenommen wird. Diese Förde- 60 mit einem Katalysator, enthaltend einen Korundrung ist bei einem üblichen Eindampfprozeß nicht oder Quarzkern mit weniger als 10 Volumprozent erfüllt, da die in der Lösung befindlichen Salze auf Porosität, ausgezeichnete Umsetzungen erzielt, erhält Grund der Löslichkeitsunterschiede zu verschiedenen man mit Katalysatoren, deren aktive Masse über Zeitpunkten auszufallen beginnen. Keinerlei Nieder- teilweise gesinterte Tabletten oder Granalien aus schlagsbildung tritt dagegen auf, wenn man gemäß 65 demselben Material, jedoch mit einer Porosität von vorliegender Erfindung die Lösung zunächst gelieren 10 bis 25 Volumprozent geschichtet ist, nur 80 bis läßt. Dies gelingt einfach durch Stehenlassen, kann 90% der mit kompakten Kernen erzielbaren Umaber durch zusätzliche Maßnahmen wie Wärme- Setzungen. Beschichtet man Aluminiumoxyd- oderSetting of propylene with ammonia and oxygen io Gelation can also be achieved in this way in the presence of steam are and will be that the acidic, homogeneous solution in the same Containing molybdenum, bismuth and silicon, added from moderate drops in a heated oil Mixtures of ammonium molybdate, bismuth salts, will. The resulting gel balls can Silicic acid and a mineral acid, which thereby likewise dried and calcined in the usual way is characterized by being made of ammonium molybdenum and are based on their uniformity dat, bismuth salts, silica sol and one to form especially suitable for fluidized bed processes. Preventing the hydrolysis of the bismuth salts from - It is of course also possible to use the homogeneous, sufficient amount of nitric acid, optionally in acidic solution by spraying in or on a Presence of phosphate-free compounds to dry the preheated medium. This can entBerylliums, Calcium, strontium, barium, zinc, 20 neither by injecting into a hot gas stream Cadmium, lithium, sodium and / or or by spraying onto a heated solid Silver prepares a homogeneous acidic solution, this body, for example a wall, happens, dries while avoiding segregation and According to a preferred embodiment of the then to temperatures of 350 to 500 ° C, the present invention becomes the homogeneous acidic heated. 25 Solution by spraying as a layer on preheated For the success of the process according to the invention, crystalline, compact cores made of aluminum silicate, rens it is immaterial in which order the corundum, quartz, feldspar or granite from 1 to individual components ammonium molybdate, bismuth salt, 8 mm grain size and a porosity of less than Silica sol and nitric acid are mixed. 10 percent by volume applied. With this application temporary Any precipitates that occur are quickly removed. The acidic catalyst solution dries immediately back in solution. The nitric acid is so on, and the coated cores obtained in this way can dimensioned so that no hydrolysis of the bismuth salt is then post-dried in the usual way and more can occur. This is usually then calcined. The catalysts thus obtained, reached when the acid concentration in the catalytic converter consists of an inactive core and a catalytic one lysatorlösungf consist of at least about 2 acid equivalents 35 active coating, namely have next per liter. Essential for the success of the complete homogeneity of the active substance layer, which is not in accordance with the invention The process is that in the reac the advantage that with the help of such a catalyst solution Phosphoric acid or phosphate ions do not cause oxidation reactions, especially are present, as these with the ammonium molybdate, when it is a fixed bed process, with the formation of precipitates to the sparingly soluble Am- 40 can be controlled much better than monophosphorus molybdate react. One of a kind that uses full contacts A catalyst obtained from a similar mixture then lacks and sudden general or local, unnatural the necessary homogeneity and delivers desired temperature increases that occur with accordingly only very poor yields. the acrylonitrile synthesis from olefins the total cons Catalyst components such as phosphate-free 45 promote combustion and considerable yield compounds of the metals beryllium, calcium, and electricity lead to losses. Furthermore, such Katatium have Barium, zinc, cadmium, lithium, sodium lysers also have the advantage of better yields and / or silver, which surprisingly provides a further per kilogram of catalyst mass and better space increase of conversion, yields can be achieved at a time as the reaction takes any Place of production of the acidic, homo- 5 ° conditions such as reaction temperature and dwell conditions Solution according to the present invention can be better adapted to the reaction at the time, be set. The atomic ratio of these metals in this preferred embodiment of the invention Molybdenum can be up to 30: 100. As a proper method is the nature of the Compounds are especially important for the nitrates trains, but acetates, oxides or the quality of the catalyst obtained with them can also be used. Kom-hydroxides only be used. compact crystalline cores are suitable for this purpose, and it is also essential that the drying of a porosity of 10 volumetric acids is exceeded homogeneous solution while avoiding any percentage already a significant decrease in yield Licher segregation processes such as Nie brings with it. Under conditions where you can the impact formation is carried out. This conveyor 60 with a catalyst containing a corundum is not in a conventional evaporation process or a quartz core with less than 10 percent by volume fulfilled, because the salts in the solution obtained for porosity, excellent conversions Reason of the solubility differences to different one with catalysts, whose active mass over Points in time begin to drop out. No low or partially sintered tablets or granules On the other hand, impact formation occurs if, according to 65, the same material, but with a porosity of In the present invention, the solution is first layered to gel 10 to 25 percent by volume, only 80 to leaves. This can be done simply by letting it stand, 90% of the changes that can be achieved with compact cores can be achieved through additional measures such as heat settlement. If you coat aluminum oxide or
Aluminiumsilikatträger von 40- bis 50volumprozentiger Porosität mit dem katalytisch aktiven Material, so sinkt der Umsetzungsgrad auf die Hälfte der Höchstwerte. Daß jedoch nicht nur die Porosität, sondern auch die Kristallinität wesentich für die guten Eigenschaften der Katalysatoren ist, sieht man daraus, daß Katalysatoren, die durch Beschichtung porenfreier, aber natürlich nicht kristalliner Glaskugeln hergestellt sind, einen Umsetzungsgrad von nur 60% der Höchstwerte bewirken.Aluminum silicate carrier of 40 to 50 volume percent porosity with the catalytically active material, so the degree of implementation falls to half of the maximum values. However, not only the porosity, but also the crystallinity is essential for the good properties of the catalysts, one can see from the fact that catalysts, which by coating pore-free, but of course not crystalline glass spheres are produced, cause a degree of conversion of only 60% of the maximum values.
Als porenarmes, kristallines Material, das für die Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren geeignet ist, kann beispielsweise genannt werden: dicht gebranntes, vorwiegend kristallines Aluminiumsilikat, Korund, Quarz, Spinell, Feldspat und Granit. Natürlich ist aber auch jedes andere inerte Material geeignet, das vorwiegend kristallin ist, den Vorschriften bezüglich der Porosität genügt und unter den Herstellungsbedingungen des Katalysators beständig ist. Die Korngröße der Kerne kann zwischen 1 und 8 mm liegen, vorzugsweise verwendet man Korngrößen von 2 bis 5 mm.As a low-pore, crystalline material which is used for the production of the catalysts according to the invention is suitable, can be named, for example: densely fired, predominantly crystalline aluminum silicate, Corundum, quartz, spinel, feldspar and granite. Of course, any other inert material is also possible suitable, which is predominantly crystalline, meets the requirements regarding porosity and below is resistant to the manufacturing conditions of the catalyst. The grain size of the kernels can be between 1 and 8 mm, grain sizes of 2 to 5 mm are preferably used.
63,5 g Ammonmolybdat werden in 200 ml destilliertem Wasser gelöst und mit 142 ml 5,9molarem Kieselsol vereinigt. Diese Lösung wird langsam in 180 ml halbkonzentrierte Salpetersäure eingerührt. In der so erhaltenen Mischung werden noch 131 g Wismutnitrat der Formel Bi(NO3)3 · 5 H2O aufgelöst.63.5 g of ammonium molybdate are dissolved in 200 ml of distilled water and combined with 142 ml of 5.9 molar silica sol. This solution is slowly stirred into 180 ml of half-concentrated nitric acid. 131 g of bismuth nitrate of the formula Bi (NO 3 ) 3 · 5 H 2 O are still dissolved in the mixture obtained in this way.
In einer Drehtrommel wird 1 kg Schmelzkorund der Korngröße 3 bis 4 mm mit einer Porosität von 5 Volumprozent auf etwa 15O0C erhitzt und mit der Katalysatorlösung besprüht. Der beschichtete Korund wird nun langsam auf eine Temperatur von 350°C gebracht und 4 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Schließlich wird er noch 16 Stunden auf 500° C erhitzt.In a rotary drum 1 kg fused alumina grain size is 3 to 4 mm with a porosity of 5 volume percent, heated to about 15O 0 C and sprayed with the catalyst solution. The coated corundum is then slowly brought to a temperature of 350 ° C. and held at this temperature for 4 hours. Finally, it is heated to 500 ° C for a further 16 hours.
Zu Vergleichszwecken wurden ferner der Katalysator nach den Verfahren A und B nach folgender detaillierter Vorschrift hergestellt:For comparison purposes, the catalyst according to Methods A and B were also determined according to the following detailed regulation:
VerfahrenA(entsprechendUSA.-Patentschrift2904580, Beispiel 1)Method A (corresponding to U.S. Patent 2904580, Example 1)
Eine Lösung bzw. Suspension, welche 9,3 ecm 85°/oige Phosphorsäure, 272 g Molybdänsäure (85% MoO3), 40 ecm Salpetersäure und 582 g Bi(NO3)3 · 5H2O enthielt, wurde zu 750 g Kieselsol (30% SiO2) zugegeben. Die Mischung wurde dann bis zur Trockenheit eingedampft und 16 Stunden auf 54O0C erhitzt. Das Produkt wurde zerkleinert und auf 3 bis 4 mm Korngröße gesiebt.A solution or suspension containing 9.3 cc of 85 ° / o by weight phosphoric acid, 272 grams of molybdic acid (85% MoO 3), 40 cc of nitric acid and 582 g of Bi (NO 3) 3 · 5H 2 O was about 750 g Silica sol (30% SiO 2 ) was added. The mixture was then evaporated to dryness and heated for 16 hours 54O 0 C. The product was crushed and sieved to a grain size of 3 to 4 mm.
Verfahren B (entsprechend französischer Patentschrift 1 247 785, Beispiel 9)Method B (corresponding to French patent specification 1 247 785, example 9)
170 g Ammoniummolybdat, gelöst in 100 ecm Wasser, wurden zu 13 1 einer wäßrigen Suspension von Kieselgel mit einem Gehalt von 30 g SiO2 pro Liter zugegeben. Dann wurden 364 g Bi(NO3)3 · 5H2O in 200 ecm Wasser und 40 ecm Salpetersäure gelöst und zugegeben. Der Katalysator wurde abfiltriert, gewaschen, 16 Stunden bei 110°C getrocknet und 16 Stunden auf 54O0C erhitzt. Das Produkt wurde zerkleinert und auf 3 bis 4 mm Korngröße gesiebt.170 g of ammonium molybdate, dissolved in 100 ecm of water, were added to 13 l of an aqueous suspension of silica gel containing 30 g of SiO 2 per liter. Then 364 g of Bi (NO 3 ) 3 · 5H 2 O were dissolved in 200 ecm of water and 40 ecm of nitric acid and added. The catalyst was filtered off, washed, dried for 16 hours at 110 ° C and heated for 16 hours 54O 0 C. The product was crushed and sieved to a grain size of 3 to 4 mm.
Der nach obiger Vorschrift hergestellte erfindungsgemäße Katalysator sowie die zum Stand der Technik zählenden Katalysatoren wurden folgendermaßen geprüft:The catalyst according to the invention prepared according to the above procedure and that of the prior art counting catalysts were tested as follows:
Propylen, Ammoniak und Luft wurden in Gegenwart von Wasserdampf im Festbett umgesetzt, wobei ein Volumenverhältnis der Einsatzstoffe von 1:1:7,5:1 gewählt wurde. Die Kontaktbettlänge betrug 160 cm, die Gasgeschwindigkeit 39 Normalliter pro Stunde und das Temperaturmaximum 4650C (mit Ausnahme des Katalysators nach Verfahren A, bei dem auf Grund der schweren Beherrschbarkeit die Temperatur zeitweilig etwas höher stieg, jedoch immer unter 5000C blieb). Die unter diesen Bedingungen erhaltenen Umsätze zu Acrylnitril, bezogen auf Propylen, sind in nachfolgender Tabelle angegeben:Propylene, ammonia and air were reacted in the presence of steam in a fixed bed, a volume ratio of the starting materials of 1: 1: 7.5: 1 being selected. The contact bed length was 160 cm, the gas velocity 39 normal liters per hour and the maximum temperature 465 ° C. (with the exception of the catalyst according to process A, in which the temperature rose slightly higher at times due to the difficult controllability, but always remained below 500 ° C.). The conversions to acrylonitrile, based on propylene, obtained under these conditions are given in the table below:
AcrylnitrilSales too
Acrylonitrile
Katalysator nach Verfahren A
Katalysator nach Verfahren B Oxidation catalyst according to the invention
Catalyst according to method A
Catalyst according to process B
50%
25%62%
50%
25%
beherrschbar
Katalysator sehr brüchigCatalyst heavy in the fixed bed
manageable
Catalyst very brittle
Einer gemäß Beispiel 1 hergestellten Katalysatorlösung werden noch 4,6 g Natriumnitrat zugefügt und aufgelöst. Die fertige Lösung wird auf 730 g vorerhitzten Granit der Korngröße 3 bis 4 mm aufgesprüht und der im Beispiel 1 beschriebenen thermischen Behandlung unterzogen. Es wurden 64% des eingesetzten Propylens zu Acrylnitril umgesetzt.A catalyst solution prepared according to Example 1 is also added 4.6 g of sodium nitrate and dissolved. The finished solution is sprayed onto 730 g of preheated granite with a grain size of 3 to 4 mm and subjected to the thermal treatment described in Example 1. 64% of the amount used was used Propylene converted to acrylonitrile.
131g Wismutnitrat der Formel Bi(NO3)3 · 5H2O werden in einer Mischung von 70 ml Wasser und 70 ml konzentrierter Salpetersäure gelöst und in einem Guß unter Umrühren in eine Lösung von 63,5 g Ammonmolybdat in 200 ml destilliertem Wasser eingetragen. Der vorübergehend sich bildende Niederschlag löst sich rasch wieder auf. Hierauf werden 142 ml 5,9molares Kieselsol zugefügt. Die fertige Lösung wird auf 650 g hellfarbigen Tonklinker von 3 bis 4 mm Korngröße, der auf 15O0C vorerhitzt ist, aufgesprüht und der im Beispiel 1 beschriebenen thermischen Behandlung unterzogen. Es wurden 62 % des eingesetzten Propylens zu Acrylnitril umgesetzt.131 g of bismuth nitrate of the formula Bi (NO 3 ) 3 · 5H 2 O are dissolved in a mixture of 70 ml of water and 70 ml of concentrated nitric acid and poured into a solution of 63.5 g of ammonium molybdate in 200 ml of distilled water while stirring. The temporary precipitate that forms quickly dissolves again. 142 ml of 5.9 molar silica sol are then added. The finished solution is 650 g of light colored Tonklinker 3-4 mm grain size, which is preheated to 15O 0 C, and sprayed on the thermal treatment described in Example 1 subjected. 62% of the propylene used was converted to acrylonitrile.
Claims (2)
USA .-Patentschrift Nr. 2 904 580;
französische Patentschrift Nr. 1 247 785.Considered publications:
U.S. Patent No. 2,904,580;
French patent specification No. 1 247 785.
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US2904580A (en) * | 1959-02-24 | 1959-09-15 | Standard Oil Co | Process for the manufacture of acrylonitrile |
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Patent Citations (2)
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