DE1518729A1 - Verfahren zur Herstellung ungesaettigter aliphatischer Carbonsaeuren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung ungesaettigter aliphatischer CarbonsaeurenInfo
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Description
dr. w. Schalk · dipl.-ing. peter Wirth
DIPL-INC. G. E. M. DANNENBERG ■ DR, V. SCHM I ED-K.OWARZI K
6 FRANKFURTAM MAIN
SK/SK
BA 48035/64
The Pistillers Company Limited 12 Torphichen Street
Edinburgh 5, Großbritannien
Die Torliegende Erfindung besieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung ungesättigter allpfiatiaoher Carbonaäuren, insbesondere
auf die Herstellung von Acrylsäure.
i:it ein Verfahren sur Herstellung Ton Acrylsäure mit oder ohne
Acrolein ale Nebenprodukt beschrieben, indem man Acrolein oder
Verbindungen, die unter den Reaktionebedingungen Acrolein ergeben,
wie Propylen oder Allylalkohol, in An>iveeenheit von molekulare»
Sauerstoff in der Dampfphase bei erhöhter Tö.i.j. öratur über ein·»
Oxydpräparat auB Antimon und Vanadium mit oder ohne eines oder
mehrere weitere, mehrwertigt Stetalle, wie Zinn, Titan, Chrom.
Hangan, Eisen, Kobalt, Iiekel, Kupfer, Zink, Molybdän, Oadaiu»,
loli'ram oder Ihoriu», als Katalysator uasotst.
J2o wurde nun gefunden, dau ton diesen Katalysatoren diejenigen,
die Antimon, Vanadium und Aindesttna ein anderes, mehrwertiges
Metall, wie Zinn und/oder Eisen, enthalten, besonders vorteilhaft
bei der Katalyse sur Herstellung von Acrylsäure susammen mit
Acrolein als Nebenprodukt aus einer Propylenbesohickung aind·
SO983i/U52
BAD ORIGINAL
- 2 -Die Heaktionsteiaperatur bei einem solchen Verfahren variiert
ζ/lachen 25O-5OO°C. £3 wurde festgestellt, daJ bei Beginn oder
Starten
beim des Verfanrens der Katalysator aufgrund der hohen»
im Katalysatorbett entwickelten Te..:peraturapitzen gefährdet wird,
und im Ausfluß aus dem Reaktionagei'äJ idt ein hoher Gehalt an
Kohlenoxyden vor. anden, Eine Vermeidung derartiger Bedingungen
war bisher nur möglich, indem man den Katalysator bei Temperaturen
unterhalb 3000C. z.B. um 2500C. alterte und dunaoh die Te^eratur
über eine lange Sauer, z.B. 30-50 stunden« allmählich erhöhte,
bis die optimalen Reaktionate.. reratureri erreicht waren. Ähnliche
Anfuiigauchwierigkeiten entstehen auch, *enn die Propjrlenbeachikkung unterbrochen wird und die luft/Wasaerdau^f-Mischung einige
Zeit über den Katalysator geleitet wurde. Im Hinblick auf die Arbeitsbedingungen einer gxbtechnischen Anlage ist ein solches
Anf .lngaverfahren unpraktisch«
Ziel der vorliegenden Erfindung tat die Überwindung der obigen
Nachteile und die Schaffung einea Verfahrenebeginne·, der dit
Notwendigkeit eines allmählichen Te i^-eraturauf baues bis zur endgültigen optimalen Ie.. i.eratur vermeldet.
Bas erf ndungsgemäte Verfahren aur Herstellung von Acrylsäure
mit Acrolein als Nebenprodukt ist dadurch gekennzeichnet, daß man
Propylen alt molekularem Sauerstoff in der Baapfphase bei einer
Temperatur zwischen 25O-5OO°C. in Anwesenheit eines Oxydpräparatee
aue Antimon, Vanadium und Zinn und/oäer Eisen als Katalysator
oxydiert, wobei der Katalysator in einer sauerstoff-freien, reduzierenden Atmosphäre für die Sauer von aindestens einer Stunde
vor Beginn der Oxydatiünsraak-feion auf die I»alc* ions temperatur
erhitzt wird«
90983Λ/1452
BAD ORIGINAL
Ey wurde gefunden, da^ es durch das erf induu. .ugemuue Verfahren
m :glich ist, optimale Ausbeuten an Acrylsäure unmittelbar nach
Beginn des Oxydation^verfahrens und ohne anti.iju-,j iche Hirotdllunß
grober Mengen Kohlenoxyden im Auafluu aus dem Reuktionsgefaö
zu erhalten.
Die saueretoi'f-freie, reduzier/ende Atmosphäre kann Wasserstoff
i,der dats pjqpylenauagangeiaaterial sein. Vorzugsweise beat ent
die Atmosphäre aus Propylen und Waaserda ±if. Der Katalysator
,vird in dieser Atmosphäre aui' die Reaktionateiuperatur erhitzt» g
d.ii. auf 'i(5.peraturen, »ie 3ie anachliGicend für die Oxydation
angewendet werden, und zwar für eine Dauer von mindestens einer
Stande» vorzugsweise 2 Stunden vor Beginn der Oxydation. Beim
Vorfahren wird daa Katalysatorbett z.B. mit einer gasförmigen
Miachunfj aua Pro,.ylen und Waaeerda-n^f in Berührung gebracht,
worauf der Sauerstoff, falls notwendig, mi t ein?;r urhihten
Proiylenkoneentration für die Oxydation über den vorerhitzten
Katalysator geleitet tfird·
Der im erfindungagemäiien Verfahren verwendete Katalysator kann, *
alo eine Mischung der Oxyde von Antimon und Vanadium mit den
Oxyden von Zinn und/oder Eisen oder als Mischung säuerstoffnaltiger
Verbindungen von Antimon, Vanadium und Eisen und/oder Zinn angesehen werden; unter den Reaktionabedingungen kann der
Katalysator eine oder beide Formen enthalten«
Der Katalysator ka ;n z,B. hergestellt werden durch inniges Mischen
der Oxyde (oder Verbindungen, die bei Zersetzung die Oxyde liefern)
von Antimon und Vanadium mit dem Oxyden oder Verbindungen von Eisen und/oder Zinn, oder durch gemeinsame Hydrolyse der
909834/1452
BAD ORIGINAL
wasserlöslichen Salae, s.B. durou Zugabe von Ammonium zu einer
wäearigen Lösung der Chloride· Die Eisen- und Zinnoxide oder
-verbindungen kunnea während oder nach dem kiachen der Antiwon-
und Vanadiumoxyde oder -verbindungen zugegeben werden. Lic bei der Herateilung des Katalysator.: verwendbaren Antimonoxyde umfassen Antlmontrioxyd, Antimontetroxyde, Antimonpentcxyd oder
Mischungen dleaer Oxyde« Geeignete Zinnoxide sind z,B. Metaiinn-
aäure oder Zinn-IV-Oxyd.
Sie Anteile der verschiedenen Komponenten daa Katalysators Kennen
in ziemlich weiten Grenzen variieren. Zweckmäßig enthalt das
Präparat vorzugsweise einen molaren überwchui Antimon Über Jede
andere, einseine Komponente, und ein molares Verh ltriia von
Antimon xu Vanadium xwi^ohen 1,6 und 3,5 wird bevorzugt.
ungeachtet das Herstellungsverfahren» das Katalysators wird seine
Aktivität häufig durch eine Wärme-Torbehandlung, z.B. bei einer
temperatur wischen 550-110O0C, in einem molekularen Sauerstoff
enthaltenden Gas verbessert.
Dar im erfindungageaäisen Verfahren verwendete Katalysator kann
gegebenenfalls auf Xrägern* «la fonerde, Kieselsäure oder Titanerde, abgelagert sein«
Der Propylananteil In der Besehiokung währen* 4er Oxydation kann
In a leal ich weiten Qrensen, *·Β· «wischen 1-20 YoI.-5* 4er
laschiekung, voriugawaia· swlaohen 2-10 Vol.-Jt, variieren·
909I34/U52
BAD ORIGINAL
Auoh die Sauerstoffkonzentration in der Beeohickung kann im si·»·
lieh weiten Grenzen, z.B. zwischen 1-20 Vol.~#, vorzugsweise
zwischen 2-15 VaI.-^C, variieren. Der Sauerstoff kann mit inerten
Gusea, *io Stickstoff und Wasserdampf, verdünnt ««in und z.B.
als Luft iuge.fui.rt werden·
Sie Acrylsäure kann uua den Reaktionsprodukten in jeder geeigneten
Weise, z.B. d roh Extraktion mit eine» Lösungsmittel, wie Waeaer,
gewonnen werden.
Di» folgende leiepiel veraasehaellent dl· vorliegent· Irfindua*, "
ohne ale tu eeaonr^nkea.
line ilieehun^ aus 5 Tol.-fi frufylen, 3$ Tel.-Jt fAJMtFtUm1 f unA
60 ToI.-^ LuXt wur«· eei einer Kem««M|üi«it von I «ekiuei·*
en leaktionegefäM geleitet, **· aal elua Iatal>s«t«r em·
Oxyden von Intiiiua» Una, raaeeUaft «η« lUen f «füllt aal ven
einen WttmeUtertrafungenli Mgetoa wavi 01· M%rührmm
bei 332*0· Xa latalyaatoreett entwiekelte «ie* eeMnell ein·
Temperatureplt*e (7O0O. In 0 llniitea), naa die frofvlwawM
kung ./urde aigeetellt (Aaobeute na lohlenas/den 30 ft).
Dia Reaxtionagefäii wurde nlt frleohen Katalysator »esoniokt, und
eine Mieonung aus 53 l/»td Propylen und 400 l/ntd WaaeerdAJpf
#urd· 45 Minuten bei 3t5#C· hindurehgeleitet. Terauohe aur Yerwendung voller Beschickungen sun HeaktionagefuB rerursnohten dl·
Entwicklung einer unbeatundigen Te peraturapltse aufgrund einer
ungenügenden Yerniinderung der Kat ilysatoraictivit&t. Nach weiteren
45 Minuten Redaktion mit Propylen und Wasserdampf wurdea volle
Beschickungen bei 3200C. (Sal«teaperatur) in das Reaktionsgefilfl
909834/1452
eingeführt, und ea entwickelte aioh eine Te >eratur:pitee von
nur 250O. im Katalysatorbett. Es wurden die l'olgenden Auabeuten,
besogtm auf die Frup/lenbeschiokung, ernaltent H,^ i» Aorylaiiur«)
Kb%l· 'i Acrolein, 1,5 % tJeuattigt· 3uurtat U9I ^ gesättigt· Carbenyle und 8,3 Ji lohlenoxyde«
909834/U52
BAD ORIGINAL
Claims (1)
1.- Verfahren zur Herstellung yon Acrylsäure Susannen »it Acrolein als Nebenprodukt durch Oxydation Ton Prj^ylen mit «olekulareir Sauerstoff in der DaAjjf1.ba.3e bei Te i.eraturen «wischen
25ü-5üü°C. in Anwesenheit oinea Oxydpräparates .aus Antimon und
Vanadium zusammen mit Zinn und/oder Elsen als Katalysator» dadurol
gekennseiolinet, daii der Katalysator In einer aauerstofffreien
reduzierenden
/At«oarhäre vor Beginn der Oxydati.nsreaktion fur die Dauer Ton
■indestens einer Stunde auf die Heaktionsteaperatur erhitat wird·
2,- Verfahren nach Anspruch 1» daduroh gekennzeichnet, daß die
reduzierende Atmosphäre 1·β ε era t off enthalt.
3·** Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß dl·
redusierende Atmosphäre Propylen, gegebenenfalls in Mischung
alt Wasserdampf, enthält.
4·- Verfaitren nichAaapruoh i bis 3, dadmrch gekennstltthnet, dsJ
der Katalysator in der reduzierenden Atmosphäre Mindesten;, t
Stunden vor Beginn der Oxydatiunsreaktion erhitzt wird.
Ber Patentanwalt!
BAD ORIGINAL
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