DE1542457A1 - Oxidation catalyst - Google Patents

Oxidation catalyst

Info

Publication number
DE1542457A1
DE1542457A1 DE19661542457 DE1542457A DE1542457A1 DE 1542457 A1 DE1542457 A1 DE 1542457A1 DE 19661542457 DE19661542457 DE 19661542457 DE 1542457 A DE1542457 A DE 1542457A DE 1542457 A1 DE1542457 A1 DE 1542457A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
copper
catalyst
oxygen
catalysts
bismuth molybdate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661542457
Other languages
German (de)
Inventor
Riesser Gregor Hans
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication of DE1542457A1 publication Critical patent/DE1542457A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/31Chromium, molybdenum or tungsten combined with bismuth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88Molybdenum
    • B01J23/885Molybdenum and copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88Molybdenum
    • B01J23/887Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/8876Arsenic, antimony or bismuth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/35Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts

Description

DR.ING. F.WtTKSTHOFF 8MÜNCHBN9DR.ING. F.WtTKSTHOFF 8MÜNCHBN9

DIPZkINe. G. VXTJjS DIPZKINe. G. VXTJjS 8CHWJCIQBRSTHASSKa8CHWJCIQBRSTHASSKa

DR.K.T.PKOHMANN xaiBroir asoeoi PATENTAMWXLTEDR.K.T.PKOHMANN xaiBroir asoeoi PATENTAMWXLTE

1A-31 490 154245'1A-31 490 154245 '

Beschreibung zu der Patentanmeldung Description of the patent application

SHEII INTERNATIONAIE RESEARCH MAATSCHAPPIJ N.V. 30, Carel van Bylandtlaan, Haag, NiederlandeSHEII INTERNATIONAL RESEARCH MAATSCHAPPIJ N.V. 30, Carel van Bylandtlaan, Hague, The Netherlands

betreffend
Oxydationskatalysator
concerning
Oxidation catalyst

Diese Erfindung betrifft einen Oxydationskatalysator und seine Verwendung für die katalytisch^ Oxydation von olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindungen, besonders die katalytische oxydative Umwandlung von Propylen und Isobutylen in Acrolein bzw. Methacrolein.This invention relates to an oxidation catalyst and its use for catalytic ^ Oxidation of olefinically unsaturated aliphatic compounds, especially the catalytic oxidative ones Conversion of propylene and isobutylene into acrolein or methacrolein.

Die kontraliierte unvollständige oxydativeThe contraliated incomplete oxidative

von olefinisch ungesättigten aliphatischenof olefinically unsaturated aliphatic

führt 2u oheiaischen Produkten» die für Industrie von großer Wichtigkeit »ind. Untey Ihnen hä&en die tJ$"un$»9ftttigten aliphatischencarries two oheiaic products »which are of great importance for industry» ind. Untey you would have the t J $ "un $» 9 fed aliphatic

Acrolein und erlangt« IeAcrolein and attains «Ie

mm die Oxydation von Olefinen wie Propylen Isobutylen in $tf anwart gavleaar Kmtalyeaiiora» ao mm the oxidation of olefins such as propylene isobutylene in $ tf anwart gavleaar Kmtalyeaiiora »ao

öotiti/111·öotiti / 111

BAÖ^ORlÄAt.BAÖ ^ ORlÄAt.

steuern kann, daß Produkte erhalten werden, die überwiegend aus den entsprechenden cc, β -ungesättigten Aldehydenbestehen. In der US-Patentschrift 2 451 485 wird die Verwendung von Katalysatoren beschrieben, die ein Kupferoxyd enthalten, während in der US-Patentschrift 2 941 007 Wismutmolybdat-Katalysatoren angeführt werden; beide Katalysatoren katalysieren diese Reaktion wirksam. Diese Katalysatorsubstanzen wurden vielfach abge-. wandelt, um ihre 'Wirksamkeit bei Verwendung im Industriemaßstab zu steigern.can control that products are obtained which predominantly consist of the corresponding cc, β- unsaturated aldehydes. US Pat. No. 2,451,485 describes the use of catalysts which contain a copper oxide, while US Pat. No. 2,941,007 mentions bismuth molybdate catalysts; both catalysts effectively catalyze this reaction. These catalyst substances have been removed many times. converts to increase their effectiveness when used on an industrial scale.

Kupferoxydhaltige Katalysatoren besitzen hohe Aktivität bei relativ tiefen Temperaturen, weisen Jedoch gewisse Beschränkungen auf. Die Selektivität dieser Katalysatoren für Acrolein und Methacrolein ist relativ empfindlich gegenüber der Sauerstoffkonzentration im zugeführten Heaktionsgemisch und der im Katalysatorbett erzielten Maximaltemperatur, Die Proäuktionsgeachwindigkeit ist Qtt beschränkt, da die kupferkatalysierte Äeaktion. Im allgemeinen bei relativ niedrigen Sauere taffkosjs ent rat ionen durchgeführt wird. Oft 4er Kupferlcatalysator eine Sauerstoffumset-Catalysts containing copper oxide have high activity at relatively low temperatures, but have certain limitations. The selectivity of these catalysts for acrolein and methacrolein is relatively sensitive to the oxygen concentration in the supplied Heaktionsgemisch and the maximum temperature achieved in the catalyst bed, the Proäuktionsgeachwindigkeit QTT is limited, since the copper Äeaktion. In general, at relatively low Sour taffkosjs ent rat ion is performed. Often 4 copper catalyst an oxygen conversion

sintm ^estimate» Bereich* «twa. bei 90 $»i " sintm ^ estimate" range * "twa. at $ 90 »

woMrok Sobwierigfceitaa ^ei ämit dtr 8a3iersta£C)Be&ge im «ttgeftiterte» Sasge- woMrok Sobwierigfceitaa ^ ei ämit dtr 8a3iersta £ C) Be & ge im "ttgeftiterte" Sassge

gemisch und bei der Selektivität für Acrolein hervorgerufen werden. Da der SauerstoffUmsatz oft unvollständig ist, enthält das Gasgemisch nach dem Verlassen des Heaktors nichtumgesetzten Sauerstoff, wodurch eine Nachreaktion verursacht wird, die sich als eine der Hauptursachen für das Verstopfen der Anlage nach dem Reaktor erwies.mixed and caused by the selectivity for acrolein. Since the oxygen turnover is often incomplete, the gas mixture contains unreacted after leaving the heater Oxygen, causing a post reaction, which turns out to be a major cause of the clogging of the plant after the reactor proved.

Die Wismutmolybdatkatalysatoren haben den Vorteil, daß sie gegenüber der Sauerstoffkonzentration im zugeführten Sasgemisch nicht hochempfinlich sind. Infolgedessen läßt sich die Produktion von Acrolein und Methacrolein oft steigern, indem man die Sauerstoffkonzentration im zugeführten Gasgemisch erhöht, luit diesen Katalysatoren kann man auch bei 100 ?ί Sauerstoffunsatz arbeiten, wobei die Schwierigkeiten bei der Steuerung■ ies Sauerstoffuffisatzes und der Nechreaktion eleminiert werden. In ihrer gegenwart ist die SeleKtivität für das gewünschte Produkt nicht v.eser/t^ich verringert bei relativ hohen lerpereturen im Katalysatorbett, . äe:; sorer.anriten tv erhit-ur.^ste-.rerat ;rer., The bismuth molybdate catalysts have the advantage that they are not highly sensitive to the oxygen concentration in the supplied gas mixture. As a result, the production of acrolein and methacrolein can often be increased by increasing the oxygen concentration in the gas mixture supplied; these catalysts can also be used with 100% oxygen consumption, the difficulties in controlling this oxygen supply and the secondary reaction being eliminated. In their presence, the selectivity for the desired product is not reduced with relatively high lerperetures in the catalyst bed,. äe :; sorer.anriten tv erhit-ur. ^ ste-.rerat; rer.,

dieser .vatal-eHtcre:; oft icilich, iie Sntsie.iur./ von uiier"Ä ;::;=■ c hta!: .^ace::vroaukter. -..eser-tlioh ~u ν er-this .vatal-eHtcre :; oft icilich, iie Sntsie.iur./ von uiier "Ä;::; = ■ c hta !:. ^ ace :: vroaukter. - .. eser-tlioh ~ u ν er

009816/1616009816/1616

BADBATH

ringern. Diese Katalysatoren weisen jedoch den schwerwiegenden Nachteil auf, daß sie eine höhere Träger- oder Ofentemperatur erfordern, als man mit Hilfe üblicher Wärmeaustauschflüssigkeiten, wie üblichen Diphenyl/Diphenyloxyd-G-emischen, erhalten kann. Die Wirksamkeit der Wismutmolybdatkatalysatoren wird bedenklich verschlechtert, wenn sie auf über 55O0C erhitzt werden.wrestle. However, these catalysts have the serious disadvantage that they require a higher carrier or oven temperature than can be obtained with the aid of conventional heat exchange liquids, such as conventional diphenyl / diphenyloxide mixtures. The effectiveness of Wismutmolybdatkatalysatoren gets critical worsened when they are heated to about 55O 0 C.

Diese Erfindung vermittelt einen Oxydationskatalysator, der besonders wirksam ist bei der katalytischen Oxydation von olefinisch ungesättigten, aliphatischen Verbindungen, besonders bei der 'katalytischen oxydativen Umsetzung von Propylen und Isobutylen in Acrolein bzw. Methacrolein. Er weist eine hohe Aktivität bei relativ niedriger Temperatur und eine hohe Selektivität für das gewünschte Produkt auf, während er relativ unempfindlich ist gegenüber der Sauerstoffkonzentration des zugeführten iteaktionsgemisches.This invention provides an oxidation catalyst which is particularly effective in the catalytic oxidation of olefinically unsaturated, aliphatic compounds, especially in the 'Catalytic oxidative conversion of propylene and isobutylene into acrolein or methacrolein. He exhibits a high activity at a relatively low temperature and a high selectivity for the desired product, while it is relatively insensitive to the oxygen concentration of the iteaction mixture supplied.

Der erfindungsgemässe Oxydationskatalysator enthält 7/ismutmolybdat in einem Atomverhältnis 7/ismut : Molybdän von 1:24 bis 3s 1» vorzugsweise 1:1, sowie Kupfer in einer Llenge von 0,01 - 10 G-ew.-$, vorzugsweise 0,1 —5 G-ew.-$, ganz besonders 0,1 - 1,0 Gew.-^, berechnet auf das Y/ismutmolybdat.The oxidation catalyst according to the invention contains 7 / ismut molybdate in an atomic ratio 7 / ismut: molybdenum from 1:24 to 3s 1 »preferably 1: 1, as well as copper in a length of 0.01 - 10 G-ew .- $, preferably 0.1-5% by weight, very particularly 0.1-1.0% by weight, calculated on the Y / ismut molybdate.

009816/16-18 BAD ORIGINAL 009816 / 16-18 BAD ORIGINAL

Di© Aktivität der erfindungagemässen Katalysatoren nimmt mit steigendem Kupfergehalt zu. Verglichen mit den "bisher "bekannten Wismutmolybdat- und Kupferkatalysatoren ermöglichen die erfindungsgemässen Katalysatoren hohe Umsätze "bei niederen Temperaturen. Die Aktivität des Katalysators wächst mit hÖhera?Temperatur. Jedoch erreicht die Selektivität für die gewünschten Produkte aus dem zugeführten Gasgemisch ein Maximum bei einer bestimmten Temperatur und einer "bestimmten Kupferkonzentration. Die Selektivität ' für die Umsetzung von Sauerstoff zu Acrolein erreicht "beispielsweise ein Maximum zwischen 350-4250O. Ähnlich weisen Katalysatoren mit einer Kupferkonzentration von 0,1 - 1,0 G-ew.-#, berechnet auf das Wismutmolybdat, die höchste Selektivität für die Bildung von Acrolein durch Oxydation mit Sauerstoff auf. ■The activity of the catalysts according to the invention increases with increasing copper content. Compared with the "previously" known bismuth molybdate and copper catalysts, the catalysts according to the invention enable high conversions at low temperatures. The activity of the catalyst increases with higher temperatures. However, the selectivity for the desired products from the supplied gas mixture reaches a maximum at a certain temperature and a "certain copper concentration. The selectivity for the conversion of oxygen to acrolein reaches, for example, a maximum between 350-425 0 O. Similarly, catalysts with a copper concentration of 0.1-1.0% by weight, calculated on the bismuth molybdate, have the highest Selectivity for the formation of acrolein by oxidation with oxygen. ■

Die erfindungsgemässen Katalysatoren kann man auf verschiedene Weise herstellen. Es sind nicht alle diese Methoden notwendigerweise äquivalent; bestimmte Methoden werden bevorzugt. Das Kupfer wird vorzugsweise auf dem Wismutmolybdat als Kupferspiegel durch Reduktion eines Kupfersalzes, wie Kupfer-II-Acötat, in Gegenwart einer wässrigenThe catalysts according to the invention can be prepared in various ways. They are not all of these methods are necessarily equivalent; certain methods are preferred. The copper is preferably made on the bismuth molybdate as a copper level by reducing a copper salt such as Copper (II) acetate, in the presence of an aqueous one

0 0 9816/18180 0 9816/1818

Ammoniumhydroxydlösung und Hydrazinhydrat, entsprechend dem in der US-Patentschrift 2 847 475 beschriebenen Verfahren, niedergeschlagen. Nach einer anderen Methode bringt man das Kupfer auf. das Wismutmolybdat auf, indem man letzteres mit Kupfernitrat imprägniert und anschließend kalziniert. Nach einem anderen Verfahren v/ird metallisches Kupferpulver mit 7/ismutmolybdat vermischt. Schließlich kann man auch wässrige saure Lösungen von Kupfer- und Wismutnitraten mit einer wässrigen Molybdänsäure- Ammoniumhydroxydlösung vermischen und das entstandene Produkt ausfällen und kalzinieren.Ammonium hydroxide solution and hydrazine hydrate similar to that in US Pat. No. 2,847,475 described procedure, dejected. Another method is to bring the copper on. the bismuth molybdate by impregnating the latter with copper nitrate and then calcined. Another method is to mix metallic copper powder with 7 / ismutmolybdate. Finally, you can also use aqueous acidic solutions of copper and bismuth nitrates an aqueous molybdic acid-ammonium hydroxide solution mix and precipitate and calcine the resulting product.

Katalysatoren, die durch Abscheidung eines Kupferspiegels auf einem Wismutmolybdatträger, beispielsweise Wismutmolybdatkügelchen, entstehen, sind am wirksamsten.Catalysts, which by depositing a copper mirror on a bismuth molybdate carrier, bismuth molybdate globules, for example, are most effective.

Die erfindungsgemäseen Katalysatoren lassen sich für die katalytisch^ Oxydation von olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindungen verwenden, besonders für die katalytische oxydative Umsetzung von Propylen und Isobutylen zu Acrolein und Methacrolein.The catalysts according to the invention leave use themselves for the catalytic ^ oxidation of olefinically unsaturated aliphatic compounds, especially for the catalytic oxidative conversion of propylene and isobutylene to acrolein and Methacrolein.

009016/1616009016/1616

Man kann die Oxydation durch Umsetzung der ungesättigten aliphatischen Verbindungen, besonders Propylen, Isobutylen und Gemischen von Propylen und Isobutylen mit Sauerstoff oder einem sauerstoff-.■■ haltigen Gas bei 300 - 45O0C in Gegenwart eines Oxydationskatalysators durchführen, der Wismutmolybdat mit einem Atomverhältnis Wismut t Molybdän zwischen 1:24 und 3»1» vorzugsweise 1t1, und auch Kupfer in einer Menge von 0,01 - 10 Gew.-^, vorzugsweise 0,1 - 5»0 Gevr.-$, ganz besonders C, 1 - 1,0 Gew.-#, berechnet auf Wismutmolybdat, enthält.One can oxidation by reacting the unsaturated aliphatic compounds, especially propylene, isobutylene and mixtures of propylene and isobutylene, with oxygen or an oxygen ■■-containing gas at 300 -. Conduct an oxidation catalyst 45O 0 C in the presence of bismuth molybdate with an atomic ratio of bismuth t molybdenum between 1:24 and 3 »1», preferably 1 t 1, and also copper in an amount of 0.01-10% by weight, preferably 0.1-5 »0 Gevr .- $, especially C, 1 - 1.0 wt .- # calculated on bismuth molybdate.

Die Größe der Katalysatorpellets kann in einem weiten Bereich variieren. Sie hängt von dem Durchmesser des Reaktors ab. Pellets von Wismutmolytdat, die mit Kupfernitrat imprägniex ~ sind oder auf denen ein Kupferspiegel niedergeschlagen ist und die einen Durchmesser von 3,1 - 4,7 mm und eine Länge von 3,1 mm haben, erwiesen sich als befriedigend. Es ist vorzuziehen, ein Verhältnis Durchmesser des Reaktors : Durchmesser des Katalysators nicht größer als 1Oi1 einzuhalten. Dieses Verhältnis ist wichtig, da es e unerwünschte Effekte die durch Übertragungsunterschiede der Reaktionsgase hervorgerufen werden, wesentlich reduzieren kann. Geeignete Katalysatoren wurden erhalten, in dem man dasThe size of the catalyst pellets can vary within a wide range. It depends on the diameter of the reactor. Pellets of bismuth moltate, which are or are impregnated with copper nitrate a copper mirror is deposited and which has a diameter of 3.1 - 4.7 mm and a length of 3.1 mm have been found to be satisfactory. It is preferable to have a diameter ratio of the Reactor: the diameter of the catalyst must not exceed 10i1. This relationship is important as there are undesirable effects caused by differences in the transfer of the reaction gases can be reduced significantly. Suitable catalysts were obtained by using the

009816/1616009816/1616

Kupferwismutmolybdat zu einem Pulver der Korngröße 840 - 59OyU mahlte.Copper bismuth molybdate into a powder of grain size 840 - 59OyU ground.

Man kann die Katalysatoraassen als solche, oder erforderlichenfalls das Kupferwismutmolybdat auf einem inerten Träger verwenden. Geeignete feste Trägermaterialien sind beispielsweise Kieselerde in ihrgn verschiedenen Modifikationen, wie Silikagel, Silikaten, Bleicherde, Bimsstein, Kieseiguhr, Tone, Glimmer, Zeolite und Porzellan; Aluminiumoxyd, Bauxit, Thorerde, Berylliumerde, Magnesia, Magnesit, Ceroxyd, Titanoxyd, Siliciumcarbid, Zirconerde, Asbest und Graphit.You can use the catalyst as such, or, if necessary, the copper bismuth molybdate use on an inert carrier. Suitable solid support materials are, for example Silica in its various modifications, such as silica gel, silicates, fuller's earth, pumice stone, Kieseiguhr, clays, mica, zeolites and porcelain; Aluminum oxide, bauxite, thore earth, beryllium earth, Magnesia, magnesite, cerium oxide, titanium oxide, silicon carbide, zirconia, asbestos and graphite.

Es ist nicht notwendig, daß man bei dem erfindungsgemässen Verfahren die olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindungen, wie Propylen und Isobutylen, in reinem Zustand zuführt. Sie können dampfförmige Substanzen enthalten, die keine wesentliche Heaktion eingehen und die die gewünschte Olefinoxydation unter den Reaktionsbedingungen des Verfahren nicht nachteilig beeinflussen. Eine übliche SasbeSchickung kann auizer Propylen und/oder Isobutylen normalerv/eise gasförmige Praffinkchlenwasserstoffe, wie lie then, !than, Propan, Butane ■ oder andere niedere Paraffine enthalten, die unterIt is not necessary for the process according to the invention to supply the olefinically unsaturated aliphatic compounds, such as propylene and isobutylene, in the pure state. They can contain vaporous substances which do not undergo any significant reaction and which do not adversely affect the desired olefin oxidation under the reaction conditions of the process. A common SasbeSchickung can auizer propylene and / or isobutylene normalerv / else gaseous Praffinkchlenwasserstoffe how lie then! Than, propane, butanes ■ or other lower paraffins under

009816/1616009816/1616

den beanspruchten Verfahrensbedingungen gasförmig sind. Geeignete Beschickungsgase enthalten handelsübliche propylen- und isobutylenhaltige Fraktionen. Manchmal kann der Zusatz von Verdünnungsmitteln für die einzuleitenden Gasgemische vorteilhaft sein. Derartige Verdünnungsmittel wirken als Schleppmittel (entraining agents) für das Reaktionsgemisch und wirken günstig auf die Einhaltung gleichmäßiger Reaktionsbedingungen. Andere geeignete olefinische Besohickungsgase sind olefinhaltige gasförmige Gemische, die bei der pyrolytischen oder chemischen Umsetzung von Kohlenwasserstoffen entstehen. Diese gasförmigen Gemische können den gesamten oder teilweisen Austrag aus Oxydationsreaktoren, in welchen Olefine oder andere Kohlenwasserstoffe thermischen und/oder katalytischem oxydativen Umsetzungen unterworfen werden, enthalten.the claimed process conditions are gaseous. Contain suitable feed gases commercial fractions containing propylene and isobutylene. Sometimes the addition of diluents can be advantageous for the gas mixtures to be introduced be. Such diluents act as entraining agents for the Reaction mixture and have a beneficial effect on maintaining uniform reaction conditions. Other suitable olefinic feed gases are olefin-containing ones gaseous mixtures that occur in the pyrolytic or chemical conversion of hydrocarbons develop. These gaseous mixtures can all or part of the discharge from oxidation reactors in which olefins or other hydrocarbons thermal and / or catalytic oxidative reactions are subjected to contain.

Das angewandte sauerstoffhaltige Gas kannThe oxygen-containing gas used can

erhe

angereicherter Sauerstoff sein, wieK*bei der Fraktionierung von Luft erhalten wird, dieser kann aber auch weniger konzentriert sein. Ein geeignetes sauerstoffhaltiges Gas enthält freien Sauerstoff im Gemisch mit inertem Gas als Verdünnungsmittel, wie Stickstoff, Argon oder Kohlendioxyd. Man kann auch Luft verwenden. Man kann das sauerstoffhaltige Gas insgesamt oder teilweise dem Olefin vor dem Eintrittenriched oxygen, as K * is obtained in the fractionation of air, but this can also be less concentrated. A suitable oxygen-containing gas contains free oxygen mixed with an inert gas as a diluent, such as nitrogen, argon or carbon dioxide. You can also use air. All or part of the oxygen-containing gas can be added to the olefin prior to entry

009SU/1ß1$009SU / $ 1ß1

in die Reaktionszone beimischen oder dieses direkt in die Reaktionszone einführen . Das sauerstoffhaltige Gas und/oder das olefinische Gas kann an mehreren Stellen der Reaktionszone zugeführt werden. 3-as aus dem Umlauf, das nicht umgesetzte Olefine, Sauerstoff und inerte Gase enthält, kann mit weiterem Sauerstoff und/oder Olefinen vor dem Eintritt in die Reaktionszone angereichert werden.Mix in the reaction zone or introduce this directly into the reaction zone. The oxygen-containing Gas and / or the olefinic gas can be fed into the reaction zone at several points will. 3-as out of circulation that does not contains converted olefins, oxygen and inert gases, can with further oxygen and / or Olefins are enriched before entering the reaction zone.

Erforderlichenfalls braucht das zugeführte Gasgemisch keine Verdünnungsmittel enthalten, sondern kann einfach aus den olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindungen oder einem Gemisch davon, wie Propylen und Isobutylen und Sauerstoff, bestehen. Einer der Vorteile des kupfermodifizierten Wismitoolybdatkatalysators besteht darin, daß er gegenüber der Sauerstoffkonzentration im zugeführten Gasgemisch nicht sehr empfindlich ist und daß sich die Produktion an olefinisch ungesättigten alphatischen Aldehyden steigern läßt durch Erhöhung der Sauerstoffkonzentration im Reaktionsgemisch. Ein ; anderer Vorteil bei Verwendung höherer Sauerstoffkonzentrationen besteht darin, daß die Entstehung an unerwünschten Nebenprodukten eher verringert wird.If necessary, the gas mixture supplied need not contain any diluents, but can simply consist of the olefinically unsaturated aliphatic compounds or a mixture thereof, such as propylene and isobutylene and oxygen. One of the advantages of the copper-modified bismitoolybdate catalyst is that it is not very sensitive to the oxygen concentration in the gas mixture fed in and that the production of olefinically unsaturated alpha aldehydes can be increased by increasing the oxygen concentration in the reaction mixture. A ; Another advantage of using higher oxygen concentrations is that the formation of undesired by-products is rather reduced.

009816/1616009816/1616

Die bei der Verwendung des neuen Oxydationskatalysators entstehende Menge an gesättigtem aliphatischen Aldehyd und Keton nimmt mit abnehmenden Ivolverhältnissen der olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindung zu Sauerstoff ab. Jedoch verringert sich auch die Aktivität des Katalysators. Darum ist es bei niederen Verhältnissen der olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindung zu Sauerstoff zur Erzielung eines 100 $igen SauerstoffUmsatzes notwendig, höhere Reaktionstemperaturen anzuwenden, als bei höheren Verhältnissen von olefinisch ungesättigter aliphatischer Verbindung zu Sauerstoff. Im allgemeinen können die Molverhältnisse olefinisch-ungesättigte aliphatische Verbindung t Sauerstoff zwischen 4i1 bis 25s1 variieren, wobei höhere Verhältnisse besserer Selektivitäten für die entsprechenden Aldehyde ergeben und niedere Verhältnisse weniger Schwierigkeiten bei dei Abtennungvon Nebenprodukten, wie gesättigten aliphatischen Aldehyden und Ketonen, niit sich tringen.The amount of saturated when using the new oxidation catalyst aliphatic aldehyde and ketone increase with decreasing volume ratios of the olefinically unsaturated aliphatic compound to oxygen away. However, the activity of the catalyst also decreases. That is why it is in lower circumstances the olefinically unsaturated aliphatic compound to oxygen to achieve a 100% oxygen turnover necessary, higher Apply reaction temperatures than at higher ratios of olefinically unsaturated aliphatic connection to oxygen. In general, the molar ratios can be olefinically unsaturated aliphatic compound t oxygen vary between 4i1 to 25s1, with higher ratios result in better selectivities for the corresponding aldehydes and lower ratios less difficulty in separating By-products, such as saturated aliphatic aldehydes and ketones, are involved.

Die Oxydationsreaktioii v.iri vorzugsweise zwischen 550 - 4250C ausgeführt, kan mui dafür sorgen, da2 Temperaturen im lieöctor über 4500C vermieden werden, da dann der Katalysator deaktiviert wird. Jedoch kann die ursprüngliche AktivitätThe Oxydationsreaktioii v.iri preferably between 550-425 0 C executed kan MUI ensure da2 lieöctor temperatures over 450 0 C are avoided because the catalyst is deactivated. However, the original activity can

009816/1616 BADORJGINAL 009816/1616 BADORJGINAL

durch Behandlung mit wässriger Ammoniumhydroxydlösung wieder hergestellt werden. Einer der Vorteile des kupfermodifizierten Wismihnolybdatkatalysators besteht darin, daß die Reaktion mit stlgenden Produktselektivitäten bei Temperaturen vor sich gehen, die über denen liegen, die für eine 100 #ige Sauerstoffumsetzung erforderlich sind, wobei Schwierigkeiten der Sauerstoffkontrolle, von Nachreaktionen und von Verstopfung.die bei Verwendung der bisherigen Kupferkatalysatoren auftreten, eliminiert werden. Wismutmolybdat wirkt auch ausgezeichnet bei höheren Temperaturen als denen, die für die vollständige Sauerstoffumsetzung erforderlich sind. Jedoch sind die Temperaturtereiche bei Verwendung von Wismutmolybdat beachtlich höher, etwa um 1CO0C, als diejenigen, welche die neuen kupfermodifizierten V/ismutmolybdatkatalysatoren erfordern. Die höchste Temperatur im Katalysatorbett, die hier als " Üb erhitzung attemper atur" bezeichnet wird, ist um etwa 2C - 500C höher als die heakt ortemperatures Es ist darum ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß sich die Oxydation von olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindungen, wie Propylen und Isobutylen zu Acrolein bzw. MethacEolein mit Hilfe der neuen Katalysatoren bei solchen Temperaturen ausführen läßt, die man mit üblichen Warmeaustausch-can be restored by treatment with aqueous ammonium hydroxide solution. One of the advantages of the copper-modified bismuth molybdate catalyst is that the reaction proceeds with significant product selectivities at temperatures above those required for 100% oxygen conversion, with difficulties in oxygen control, post-reactions and clogging of the previous copper catalysts occur, can be eliminated. Bismuth molybdate also works excellently at temperatures higher than those required for complete oxygen conversion. However, when using bismuth molybdate, the temperature ranges are considerably higher, around 1CO 0 C, than those required by the new copper-modified V / ismuth molybdate catalysts. The highest temperature in the catalyst bed, which is referred to here as "overheating attemper atur", is about 2C - 50 0 C higher than the heakt local temperature. It is therefore a particular advantage of the invention that the oxidation of olefinically unsaturated aliphatic compounds, such as propylene and isobutylene to acrolein or methaceolein can be carried out with the help of the new catalysts at temperatures that can be achieved with conventional heat exchange

009816/1618009816/1618

flüssigkeiten, wie Di phenyl/Diphenyloxyd-G-enii sehen einhalten kann und wodurch Probleme beim Aufheiteen des Reaktors auf hohe Temperaturen, wie sie bei Wismutmolybdat auftreten, eliminiert werden.see liquids such as diphenyl / diphenyloxyd-G-enii can adhere to and causing problems when heating of the reactor to high temperatures, as occur with bismuth molybdate, eliminated will.

Bei der Umsetzung der olefinisch ungesättigten aliphatischen G-ase zu den entsprechenden Aldehyden kann man atmosphärischen Druck oder tiefere oder höhere Drucke anwenden. Es ist jedoch vorzuziehen, bei etwa Normaldruck zu arbeiten.In the conversion of the olefinically unsaturated aliphatic gases to the corresponding aldehydes one can use atmospheric pressure or lower or higher pressures. However, it is preferable to work at about normal pressure.

Die angewandten Kontaktzeiten können in Abhängigkeit von der Temperatur und den.angewandten spezifischen Katalysatorkonzentrationen beachtlich variieren. Im allgemeinen wendet man eine ■Kontaktzeit von 0,1 — 5 see, gewöhnlich 0,3 - 2 see an. Die Kontaktzeit ergibt sich aus dem Durchsatz je Reaktionsvolumen und wird definiert als das reduzierte Volumen der gesamten zugeführten Gas-The contact times used can depend on on the temperature and the specific catalyst concentrations used vary. In general, a contact time of 0.1-5 seconds, usually 0.3-2 seconds, is used. The contact time results from the throughput per reaction volume and is defined as that reduced volume of the total supplied gas

und menge, pro Volumen Katalysator a· Stunde.and amount, per volume of catalyst a · hour.

Man kann dem .System-Wasserdampf beimengen, jedoch muß man dafür sorgen, dasskeine wesentliche Menge flüssigen Wassers mit dem Katalysator während dem Reaktionsablauf in Berührung kommt. Andere Verdünnungsmittel, wie «««· üblicherweise gasförmige Stoffe oder solche Stoffe, die unter den Reaktionäredingungen in gasförmigen ZustandYou can add steam to the system, however you have to make sure that no essential Amount of liquid water comes into contact with the catalyst during the course of the reaction. Other diluents, such as «« «· usually gaseous substances or substances which under the reactionary conditions in a gaseous state

009816/1616009816/1616

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

sind vorliegen und die relativ inertrund keiner wesentlichen Reaktion während dem Verfahren^- ablauf unterliegen, können in das System eingeführt werden. Geeignete Verdünnungsmittel sind z.B. paraffinische Kohlenwasserstoffe, Stickstoff, Argon, Helium und Kohlendioxyd. Diese Gase werden am besten in das System eingeleitet und begünstigen die Einhaltung der gewünschten Temperatur und Kontaktzeit. Tor der Einführung dieser Verdünnungsmittel in das System kann man ihnen Wärme zuführen oder entziehen.are present and are relatively inert and have no significant reaction during the process ^ - can be introduced into the system. Suitable diluents are e.g. paraffinic hydrocarbons, nitrogen, argon, helium and carbon dioxide. These gases are are best introduced into the system and help maintain the desired temperature and contact time. Gate introducing these diluents into the system can give you heat add or withdraw.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die getrennte Zuführung der olefinisch ungesättigt en aliphatischen Verbindungen in die äeaktionszone, sondern läßt sich auch auf G-emische dieser Verbindungen anwenden. Die üeaktionszone verlassende Reaktionsprodukte werden geeigneten Liethoden zur Abtrennung des Verfahrensproduktes unterworfen, wobei die entstandenen entsprechenden Aldehyde auf übliche Y/eise in einer oder mehreren Stufen abgetrennt werden, wie durch Kondensation, Destillation, Fraktionierung, extraktive Destillation, /= Berieselung, Absorption, Adsorption und Flüssigflüssig-Extraktion. The invention is not limited to the separate supply of the olefinically unsaturated s aliphatic compounds in the reaction zone, but can also be applied to mixtures of these compounds. Exit the action zone Reaction products are suitable Liethoden for Subjected to separation of the process product, the resulting corresponding aldehydes be separated in the usual way in one or more stages, such as by condensation, distillation, Fractionation, extractive distillation, / = sprinkling, absorption, adsorption and liquid-liquid extraction.

009816/1616 BAD ORIGINAL009816/1616 ORIGINAL BATHROOM

Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugsweise halbkontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt. Man verwendet den Katalysator in Form eines festen Katalysatorbetts oder in fließfähiger oder suspendierter Form. Es können mehrere Reaktionszonen, die parallel oder reihenweise angeordnet sind, vorhanden sein. In der zweiten oder anschließenden Zone eines Mehrstufenverfahrens kann man Anordnungen treffen, um Oxydation von nicht umgesetzten ' olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindungen wie auch weitere Oxydation von ungesättigten Aldehyden zu einer höheren Qxydationastufe, beispielsweise zu den entsprechenden Säure, wie Acryl- und Methacrylsäure, durchzuführen. Dafür läßt sich ein bereits bekannter Oxydationskatalysator zur Oxydation eines Aldehyds zu einer vorwiegend ungesättigten Carbonsäure verwenden. Erforderlichenfalls kann man in das System zwischen den einzelnen Reaktoren eines solchen mehrstufigen Systems Sauerstoff einführen.The inventive method is preferably carried out semi-continuously or continuously. The catalyst is used in the form of a fixed catalyst bed or in flowable or suspended form. There can be several reaction zones running in parallel or arranged in rows. In the second or subsequent zone In a multi-stage process, arrangements can be made to prevent oxidation of unreacted 'olefinically unsaturated aliphatic compounds as well as further oxidation of unsaturated aldehydes to a higher oxidation level, for example to carry out the corresponding acid, such as acrylic and methacrylic acid. Therefore can be an already known oxidation catalyst for the oxidation of an aldehyde to a predominantly use unsaturated carboxylic acid. If necessary, one can in the system between the individual reactors of such a multi-stage Introduce oxygen into the system.

Beispiel 1example 1

Kupfer-II-Nitrat wurde in Y/asser gelöst und die Lösung mit Wismutmolybdatteilchen vermischt. Die lienge Eu^fer-II-Nitrat wurde auf die erforderlicheCopper (II) nitrate was dissolved in water and the solution mixed with bismuth molybdate particles. The lienge Eu ^ fer-II nitrate was reduced to the required

009816/1616 BAD OBIGfHAi. 009816/1616 BAD OBIGfHAi.

Menge Kupfer abgestimmt und das Volumen der Lösung wurde so eingestellt, daß eine dicke Paste beim Vermischen mit dem Wismutmolybdat erhalten wurde.Amount of copper matched and the volume of the solution was adjusted so that a thick Paste was obtained when mixed with the bismuth molybdate.

Die Paste wurde getrocknet, bei 45O0C kalziniert, um das Kupfernitrat zu zersetzen und mit 2,5 $> Stearinsäure auf 420 /U vermählen und pelletiert. Die Pellets wurden bei 45O0C kalziniert, um die Stearinsäure zu entfernen und für die Prüfung auf 840 - 590 vu vermählen.The paste was dried, calcined at 45O 0 C, to decompose the copper nitrate and milled with 2.5 $> stearic acid at 420 / U and pelletized. The pellets were calcined at 45O 0 C to the stearic acid to remove and to test for 840 - marry vu 590th

Man stellte Katalysatoren her, die 0,1^ 0,5, 1,0, 2,0, 5,0 und 10,0 Gew.-$ Kupfer, berechnet auf Wismutmolybdat, enthielten.Catalysts were produced with 0.1 ^ 0.5, 1.0, 2.0, 5.0 and 10.0 wt. $ Copper based on bismuth molybdate.

Beispiel 2Example 2

Ein auf Vr'ismutmclybdat niedergeschlagener Kupferspiegel wurde wie folgt hergestellt:A copper mirror deposited on Vr'ismutmclybdat was made as follows:

Wismutmolytiat wurde mit 2,5 Stearinsäure pelletiert und bei 45O0C kalziniert, bevor auf 34G - 590 /U zerkleinert wurde. 1G,6 g Kupfer-II-Acetatmonohydrat wurde in 200 ml «'asser gelöst.Wismutmolytiat was pelletized with 2.5 i ° stearic acid and calcined at 45O 0 C prior to 34G - 590 / U was crushed. 1G, 6 g of copper (II) acetate monohydrate was dissolved in 200 ml of water.

009816/1616 BAD ORIGiNAt 009816/1616 BATH ORIGINAL

- 17 -: ■-■;■ ; :■ : ■ :- 17 -: ■ - ■; ■; : ■: ■:

Die Iiösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und 14 g Ammoniumhydroxyd zugegeben. Man gab zu der Lösung etwa 100 g des zerkleinerten Wismutmoljfcidats und erwärmte auf 700C. Es wurden 20 g Hydrazinhydrat in 100 ml Wasser zugegeben und das Gemisch 30 min gerührt, abfiltriert und mit Wasser und Aceton"gewaschen und in einem Ofen bei 5O0G getrocknet. Die Analyse ergab einen Kupfergehalt, von 2,2 Gew.-^. Die auf diese Weise hergestellten Katalysatoren erwiesen sich als die aktivsten Katalysatoren.The solution was cooled to room temperature and 14 g of ammonium hydroxide were added. Was added to the solution, about 100 g of the comminuted Wismutmoljfcidats and heated to 70 0 C. 20 g of hydrazine hydrate in 100 ml of water and the mixture was stirred for 30 min, filtered and washed with water and acetone "and in an oven at 5O 0 C. The analysis showed a copper content of 2.2% by weight. The catalysts prepared in this way proved to be the most active catalysts.

Beispiel 3Example 3

Man"stellte einen Katalysator her durch inniges Vermischen von Kupferpulver (20 ^) mit Wismutmolybdat (80 fo). Nach Zusatz von 2,5 fo Stearinsäure als Gleitmittel wurde das Gemisch pelletiert, die Stearinsäure durch Kalzinierung bei 45O0G in einem Ofen entfernt und die Pellets zu einem Pulver der Korngröße 840 -590 /U vermählen.Man "A catalyst was forth by intimately mixing copper powder (20 ^) with bismuth molybdate (80 fo). After addition of 2.5 fo stearic acid as a lubricant, the mixture stearic acid by calcination at 45O 0 G in an oven was pelleted, removed and grind the pellets to a powder with a grain size of 840-590 / U.

Beispiel 4Example 4

Man stellte einen Kupfer/Wismutmolybdat-Katalysator durch gemeinsame Ausfällung wie folgt her}A copper / bismuth molybdate catalyst was placed by common precipitation as follows}

008816/1618008816/1618

-W--W-

200 g Wismutnitrat, 152 g Kupfer-II-Nitrat und 40 g Salpetersäure wurden in 230 ml Wasser gelöst,. Diese Lösung wurde mit einer Lösung aus 69,8 g Molybdänsäure und 50 g 28 #igem Ammoniumhydroxyd in 200 ml Wasser vermischt. Der pE-'.Vert des Gemisches wurde durch Zusatz von Aimiioniumhydroxyd auf 5f5 eingestellt und der Niederschlag über Nacht stehen gelassen. Er ?/urde dann abfiltriert, bei 1250G getrocknet und bei 45O0O kalziniert. Dann wurde der Katalysator für die Unter-■ suchung auf 840 - 590/U zerkleinert.200 g of bismuth nitrate, 152 g of copper (II) nitrate and 40 g of nitric acid were dissolved in 230 ml of water. This solution was mixed with a solution of 69.8 g of molybdic acid and 50 g of 28% ammonium hydroxide in 200 ml of water. The pE - '. Vert of the mixture was adjusted to 5 f 5 by adding ammonium hydroxide and the precipitate was left to stand overnight. He? / Urde then filtered off, dried at 125 0 G and calcined at 450 0 O. The catalyst was then crushed to 840-590 / rev for the investigation.

Aus den obigen Beispielen ist zu ersehen, daß man irgendeine Methode zur Einlagerung der gewünschten Kupfermenge in den Katalysator verwenden kann, indem man lediglich die ilenge der Kupferverbindung, die man zur Herstellung der Katalysatoren verwendet, verändert. Wie bereits erwähnt, ist der Prozentgehalt an Kupfer im Katalysator für seine Aktivität und Selektivität hinsichtlich den gewünschten Produkten ausschlaggebend. Die Kätalysatoraktivität wird bemessen durch die Temperatur, bei der 1OC $ige Umsetzung des zugeführten Sauerstoffs erfolgt.From the above examples it can be seen that some method of incorporating the desired Amount of copper in the catalyst can be used by just adding the ilenge of the Copper compound, which is used to make the catalysts, changed. As already mentioned is the percentage of copper in the catalyst for its activity and selectivity decisive with regard to the desired products. The catalyst activity is measured by the temperature at which the 100% conversion of the supplied oxygen takes place.

Die folgenden Beispiele erläutern die VorteileThe following examples illustrate the advantages

der kupfermodifizierten Wismutmolybdatkatalvsatorenof the copper-modified bismuth molybdate catalysts

molybdat gegenüber bisherigen Kupfer- und WismuSsatalysatoren,molybdate compared to previous copper and bismuth catalysts,

009816/1616009816/1616

Beispiel 5Example 5

Figur 1 erläutert die Wirkung der Kupferkonzentration in kupfermodifizierten Y/ismutmolybdatkatalysatoren auf die Selektivität für Acrolein, bezogen auf Sauerstoff, "bei der Oxydation von Propylen, und auf die zur Erzielung dieser Selektivität notwendigen Temperatur. Die Iteaktionstemperatur in 0C und die Selektivität für Acrolein in !'i, bezogen auf Sauerstoff, sind auf der Abscisse b::w. der Crdinate aufgetragen. Die Kurven B, a, b, c, d und e zeigen die Wirkung von 0, 0,1, · C,5, 1,v, 2,0 und i?,0 .# Kupferkonzentration im Katalysator auf die genannte Selektivität und die Heaktionstesperatur.FIG. 1 explains the effect of the copper concentration in copper-modified Y / ismutmolybdate catalysts on the selectivity for acrolein, based on oxygen, "in the oxidation of propylene, and on the temperature necessary to achieve this selectivity. The reaction temperature in 0 C and the selectivity for acrolein in ! 'i, based on oxygen, are plotted on the abscissa b :: w. of the Crdinate. The curves B, a, b, c, d and e show the effect of 0, 0.1, · C, 5, 1 , v, 2.0 and i?, 0. # Copper concentration in the catalyst on the mentioned selectivity and the heating temperature.

Bei des Versuchen beschickte man mit einem 3 ml Katalysatorbett das Zentrum eines röhrenförmigen Reaktors, wobei der Katalysator durch Imprägnierung mit Kupfernitrat entsprechend Beisciel T hergestellt-worder, ".var. 3s wurde ein lasstrom zugeführt, der aus 6,5 ^ Sauerstoff und 93,5 -Propylen bestand. Die Kontaktzeit im Katalysatorbett betrug 0,-5 see und es wurie Ivormal±uck ar.gevvar.at. Bei 50C0O wurde maximale Selektivität mit Wismutmolybdat erreicht. 3-ab man Kupfer dazu, se zeigte die Selekti\rität bei 4OC 'C ein Xaxinun.In the experiment, a 3 ml catalyst bed was placed in the center of a tubular reactor, the catalyst being produced by impregnation with copper nitrate according to Example T. 5 -Propylene existed. The contact time in the catalyst bed was 0.5 seconds and it was Ivormal ± uck ar.gevvar.at. At 50C 0 O, maximum selectivity was achieved with bismuth molybdate. r it is a xaxinun at 4OC 'C.

00 9816/ 1616 BAD ORIGINAL00 9816/1616 ORIGINAL BATHROOM

Erhöhter Kupfergehalt erniedrigt konstant die Temperatur, bei der maximale Selektivität erreicht wird. Die höchsten Selektivitäten erzielte man Jedoch mit Kupferkonzentration zwischen 0,1 und 1,0 $. Die Temperaturen mit maximalen Selektiv!= täten für Acrolein, bezogen auf umgesetzten Sauerstoff, für Wismutmolybdat und Kupferwismutmolybdat liegen höher als diejenigen bei 100 $ Sauerstoffumsetzung. Figur 1 zeigt, daß bei einer gegebenen Selektivität die erforderliche Temperatur bei Verwendung des kupfermodifizierten Wismutmolybdatkatalysators um etwa 1000C niedriger ist, als die Temperatur bei Verwendung eines bisher üblichen Wismutmolybdatkatalysators.Increased copper content constantly lowers the temperature at which maximum selectivity is achieved. However, the highest selectivities were achieved with copper concentrations between 0.1 and 1.0 $. The temperatures with maximum selectivity for acrolein, based on the converted oxygen, for bismuth molybdate and copper bismuth molybdate are higher than those at 100% oxygen conversion. Figure 1 shows that for a given selectivity, the temperature required when using the copper-modified Wismutmolybdatkatalysators is lower by about 100 0 C, than the temperature when using a usual Wismutmolybdatkatalysators.

Die folgenden vier Beispiele zeigen die Überlegenheit der neuen kupfermodifizierten Wismutmolybdatkatalysatoren gegenüber bisher Üblichen Katalysatoren. Der Katalysator A ist ein Kupferspiegel-Y/ismutmolybdatkatalysator mit 2,2 Kupfergehalt, der entsprechend Beispiel 2 hergestellt wurdej Katalysator B Wismutmolybdat mit einem Atomverhältnis Wismut s Molybdän 1:1. Katalysator C ist ein bisher üblicher Kupferspiegelkatalysator mit 2,7 $> Kupfer, auf Siliziumcarbid niedergeschlagen. Das dem Reaktor zugeführte Greagemiseh bestand aus 4 - 5 $ Sauerstoff,The following four examples show the superiority of the new copper-modified bismuth molybdate catalysts over conventional catalysts. The catalyst A is a copper mirror Y / ismut molybdate catalyst with 2.2 % copper content, which was prepared according to Example 2j catalyst B bismuth molybdate with an atomic ratio of bismuth and molybdenum 1: 1. Catalyst C is a conventional copper mirror catalyst with 2.7 $> copper, deposited on silicon carbide. The greagemiseh fed to the reactor consisted of 4 - 5 $ oxygen,

009816/1616009816/1616

: : _ 21 ■-■;■■ : ■■■..;:■:: _ 21 ■ - ■; ■■: ■■■ ..;: ■

93 - 94- ^ Propylen und restlich aus anderen Kohlenwasserstoffen. Es wurde Normaldruck angewendet und die Kontaktzeit im Katalysatorbett betrug 1,2 see.93-94- ^ propylene and the remainder from others Hydrocarbons. Normal pressure was used and the contact time in the catalyst bed was 1.2 seconds.

Beispiel 6Example 6

Wie erwähnt, wird die Katalysatoraktivität gemessen durch die minimale Reaktortemperatur, bei der 100 $iger SauerstoffUmsatz stattfindet.As mentioned, the catalyst activity measured by the minimum reactor temperature at which 100% oxygen conversion takes place.

Figur 2, in der die Reaktionstemperatur in 0G und die prozentuale Sauerstoffumsetzung auf der Abscisse baw. der Ordinate aufgetragen sind, ffiigt die Aktivitäten eines kupfermodifizierten Wismutmolybdatkatalysators mit 2,2 $> Kupfergehalt (A) und vergleicht mit einem Wismutmolybdatkatalysator (B) und einem Katalysator mit 2,7 # Kupfer auf Sü.iziumcärbid (C), Wie man sieht, ist der Katalysator A bedeutend aktiver als die bisher üblichen Katalysatoren B und Oe Durch Vermischen von Kupfer mit Wismutmolybdat wird überraschenderweise ein synergistischer Effekt erzielt, indem der kupfermodifizierte Wismutmolybdatkatalysator die Aktivität sowohl des Kupferspiegelkatalysators als auch des nicht aktivierten Molybdatkatalysators übertrifft.Figure 2, in which the reaction temperature in 0 G and the percentage oxygen conversion on the abscissa baw. plotted on the ordinate, shows the activities of a copper-modified bismuth molybdate catalyst with 2.2 $> copper content (A) and compares with a bismuth molybdate catalyst (B) and a catalyst with 2.7 # copper on silicon dioxide (C), as can be seen the catalyst A is significantly more active than the conventional catalysts B and Oe. By mixing copper with bismuth molybdate, a synergistic effect is surprisingly achieved in that the copper-modified bismuth molybdate catalyst exceeds the activity of both the copper level catalyst and the non-activated molybdate catalyst.

009816/1616009816/1616

Ein besonderer Vorteil bei Verwendung der erfindungsgemässen hochaktiven Katalysatoren besteht darin, daß man im wesentlichen vollständige Sauerstoffumsetzungen mit hohen Selektivitäten für Acrolein erzielt bei bedeutend niedrigeren Temperaturen als bisher, wie aus der Figur 1 und Beispiel 5 zu ersehen ist.There is a particular advantage in using the highly active catalysts according to the invention in that there are essentially complete oxygen conversions with high selectivities for acrolein achieved at significantly lower temperatures than before, as shown in FIGS. 1 and Example 5 can be seen.

Beispiel 7Example 7

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß die Verbrennungsgeschwindigkeit von Propylen und Acrolein zu Kohlendioxyd viel langsamer ist bei Kupfer auf Wismutmolybdatkatalysatoren (A) als bei Kupfer auf SiLiziumcarbid (C) oder beim Wismutmolybdatkatalysator (3). Figur 3, in der der prozentuale Sauerstoffumsatz und der Prozentgehalt an Acrolein im ausströmenden xieaktorgas auf der Abscisse bzw. der Ordinate aufgetragen sind, zeigt die hohe Umsetzung zu Acrolein bei Verwendung des Katalysators A auf Srund der hohen Selektivität und geringen Kohlendioxydbildung, was eine hohe Propylenumsetzung und hohe ι Acroleinbildung zur Folge hat. Wie in Figur 3 angegeben, ist bei einem gegebenen Sauerstoffumsatz die Acroleinmenge im ausströmenden Reaktorgas beachtlich größer beim Katalysator (A) als denAnother advantage of this invention is that the rate of combustion of propylene and acrolein to carbon dioxide is much slower with copper on bismuth molybdate catalysts (A) than with copper on silicon carbide (C) or with bismuth molybdate catalyst (3). FIG. 3, in which the percentage oxygen conversion and the percentage content of acrolein in the outflowing xieaktorgas are plotted on the abscissa and the ordinate, shows the high conversion to acrolein when using the catalyst A on Sr and the high selectivity and low carbon dioxide formation, which results in a high propylene conversion and high ι acrolein formation results. As indicated in FIG. 3, for a given oxygen conversion, the amount of acrolein in the outflowing reactor gas is considerably greater in the case of catalyst (A) than

009816/1616009816/1616

Katalysatoren B und C. Die erforderlichen Temperaturen, bei denen die verschiedenen Sauerstoffumsätze mit den Katalysatoren A, B und C erhalten werden, variierten, wie aus der Figur 2 zu entnehmen ist. Ein Vergleich der Figuren 2 und 3 zeigt die größere Aktivität des Katalysators A und daß er folglich eine größere Menge Verfahrensprodukt erzeugt, als die Katalysatoren B und C. Catalysts B and C. The temperatures required, in which the various oxygen conversions with the catalysts A, B and C are obtained are varied, as can be seen from FIG. A comparison of Figures 2 and 3 shows the greater activity of Catalyst A and that it consequently produces a greater amount of process product than Catalysts B and C.

Beispiel 8Example 8

Im Beispiel 7 wurde festgestellt, daß die Geschwindigkeit der Kohlendioxydbildung langsamer ist bei Verwendung des Katalysators A, als bei Verwendung der Katalysatoren B und G. In Figur 4 ist das Verhältnis Acrolein t Kohlendioxyd im ausströmenden Reaktorgas auf der Ordinate gegen den prozentualen Sauerstoffumsatz auf der Abscisse für die Katalysatoren A, B und C aufgetragen. Aus den angegebenen Verhältnissen ist ersichtlich, daß bei Verwendung von Katalysator A eine viel weniger Kohlendioxyd entsteht. Außerdem zeigt wieder der leichte Abfall des Acrolein : Kohlendioxyd-Verhältnisses bei Annäherung an 100 # Sauerstoffumsatz, daß Sekundärreaktionen, wie Verbrennung von Acrolein, stark gehemmt sind bei Verwendung des Katalysators A.In Example 7 it was found that the rate of carbon dioxide formation is slower when using catalyst A than when using catalysts B and G. In FIG for the catalysts A, B and C. Of the indicated ratios is seen that when using catalyst A is a much less carbon dioxide is formed. In addition, the slight decrease in the acrolein: carbon dioxide ratio when approaching 100% oxygen conversion shows that secondary reactions, such as the combustion of acrolein, are greatly inhibited when using catalyst A.

0 0981 6/1 6160 0981 6/1 616

Beispiel 9Example 9

Einer der Vorteile der Erfindung liegt darin, daß die Reaktion bei im wesentlichen 100 $ SauerstoffUmsatz durchgeführt werden kann. In Figur 5 wird verglichen die Selektivität für Acrolein, bezogen auf umgesetztes Propylen, für die Katalysatoren A9 B und G, die auf der Ordinate als Punktion des prozentualen Sauerstoffumsatzes auf der Abscisse aufgetragen ist.One of the advantages of the invention is that the reaction can be carried out at essentially 100% oxygen conversion. FIG. 5 compares the selectivity for acrolein, based on converted propylene, for catalysts A 9 B and G, which is plotted on the ordinate as a puncture of the percentage oxygen conversion on the abscissa.

Die hohe Selektivität und die Vorteile bei Verwendung des Katalysators A sind offensichtlich. Die Selektivität sinkt nicht merklich ab bei Annäherung an 100 $ SauerstoffUmsatz. Bei Verwendung von Katalysator C, in dem Kupfer auf Süiziumcarbid niedergeschlagen ist, fällt jedoch die Selektivität rasch ab in dem Maße, wie der Sauerstoff Umsatz ansteigt. Während die Selektivität bei Verwendung des Katalysators B mit steigendem Sauerstoffumsatz nicht so rasch abfällt wie beim Katalysator C, weist er doch nicht die Aktivität oder Selektivität des Katalysators A auf.The high selectivity and the advantages of using catalyst A are evident. The selectivity does not decrease noticeably when approaching 100 $ oxygen conversion. Using however, of catalyst C in which copper is deposited on silicon carbide, the Selectivity decreases rapidly as the oxygen conversion increases. While the selectivity at Use of the catalyst B does not decrease as rapidly with increasing oxygen conversion as with the catalyst C, it does not have the activity or selectivity of catalyst A after all.

Daraus ist ersichtlich, daß die kupfermodifizierten "iVismutinolybdatkatalysatoren bei der katalytischer, Oxydation von Propylen und Isobutylen zuIt can be seen from this that the copper-modified "iVismutinolybdate catalysts in the catalytic, Oxidation of propylene and isobutylene too

0 0 9 816/16160 0 9 816/1616

Acrolein und Methacrolein mehrere Vorteile gegenüber bisher üblichen Katalysatoren und Wismutkatalysatoren aufweisen.Acrolein and methacrolein have several advantages over them have conventional catalysts and bismuth catalysts.

PatentanspruchClaim

00 9816/161600 9816/1616

Claims (1)

DR. ING. F. WUKSTHOFFDR. ING. F. WUKSTHOFF DIPI4. ING. G. PULSDIPI 4 . ING. G. PULSE DR.K.Y.PECIIMANNDR.K.Y.PECIIMANN PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS 154245'154245 ' iSSE SEAT S TILIOIlHUAIIIIlltl PHOTBOTPATSNV MOVOHKMTILIOIlHUAIIIIlltl PHOTBOTPATSNV MOVOHKM 1A-31 4901A-31 490 PatentanspruchClaim Katalysator für die Oxydation von Olefinen zu den entsprechenden ungesättigten Aldehyden, gekennzeichnet durch eine /combination von 7/i smu tmolyb dat mit einem Atomverhältnis Wismut : Molybdän von 1:24 bis 3:1, vorzugsweise 1:1 mit 0,01 - 10,0 G-ew.-$, vorzugsweise 0,1 - 5,0, insbesondere 0,1 - 1,0 Gi-ew.-p Kupfer, berechnet auf Wismutmolybdat.Catalyst for the oxidation of olefins to the corresponding unsaturated aldehydes, characterized by a / combination of 7 / i smu tmolyb dat with an atomic ratio Bismuth: molybdenum from 1:24 to 3: 1, preferably 1: 1 with 0.01-10.0% by weight, preferably 0.1-5.0, in particular 0.1-1.0 Gi-ew.-p copper, calculated on bismuth molybdate. III61III61 009816/1616009816/1616 17 - 17 - LeerseiteBlank page
DE19661542457 1965-04-21 1966-04-19 Oxidation catalyst Pending DE1542457A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US44983065A 1965-04-21 1965-04-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1542457A1 true DE1542457A1 (en) 1970-04-16

Family

ID=23785672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661542457 Pending DE1542457A1 (en) 1965-04-21 1966-04-19 Oxidation catalyst

Country Status (4)

Country Link
BE (1) BE679837A (en)
DE (1) DE1542457A1 (en)
GB (1) GB1110616A (en)
NL (1) NL6605325A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4212766A (en) * 1978-04-21 1980-07-15 Standard Oil Company Process for forming multi-component oxide complex catalysts
DE3360298D1 (en) * 1982-04-28 1985-07-25 Hoffmann La Roche Process for the preparation of substituted benzaldehydes
CN111099572B (en) * 2018-10-29 2021-12-17 中国石油化工股份有限公司 Carbon oxide-based material, method for oxidizing carbon-based material, and method for catalytically oxidizing cyclic hydrocarbon

Also Published As

Publication number Publication date
BE679837A (en) 1966-10-21
GB1110616A (en) 1968-04-24
NL6605325A (en) 1966-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2653863C2 (en)
DE2261907C2 (en) Process for the production of maleic anhydride
DE1811063B2 (en) USE OF AN ACTIVATED CATALYST BASED ON IRON OXIDE-ANTIMONOXIDE IN OXYDATION OR. OXYDATIVE DEHYDRATION OF OLEFINS
DE1924163A1 (en) Process for the oxidative dehydrogenation of hydrocarbons
EP0804287B1 (en) Catalyst for oxidative dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons and use of this catalyst
EP0194541B1 (en) Heteropolyacide h8pmo10vo39, its anhydride pmo10vo35 and its use
DE1962431C3 (en)
EP0129900B1 (en) Process for the recovery of 1-butene from mixtures of hydrocarbons containing 2-butenes
DE1568424A1 (en) Process for the production of acrylic or methacrylic acid
EP0111808A2 (en) Catalyst, process for preparing said catalyst and isomerization process in the presence of said catalyst
DE2004874B2 (en) Oxidation catalyst with oxides of the elements Mo, V, W and Mn
DE2539238A1 (en) PROCESS FOR OXYDATIVE DEHYDRATION OF ORGANIC COMPOUNDS AND CATALYST FOR IT
DE2449387C3 (en) Process for the production of an oxidation catalyst and its use
DE2357564C2 (en) Catalyst and process for the production of methyl ethyl ketone
DE2164806B2 (en) USE OF OXYDE CATALYSTS FOR THE PRODUCTION OF 1,5-DIMETHYLNAPHTHALIN AND / OR 1,6-DIMETHYLNAPHTHALIN
EP0129899B1 (en) Process for the valence-isomerisation of olefins
DE1542457A1 (en) Oxidation catalyst
DE1618914B2 (en) Process for the disproportionation of acyclic alkenes
DE1468428B2 (en) Process for the production of acrylic acid or methacrylic acid from propylene or isobutylene
DE2042815C3 (en) 07/27/70 USA 59338 Process for the preparation of aldehydes or ketones by oxidation of olefins in the gas phase in the presence of catalysts containing palladium Union Carbide Corp., New York
DE2554648B2 (en) METHACROLEIN MANUFACTURING METHOD
DE2235993C2 (en) Process for the simultaneous production of methacrylonitrile and butadiene
DE2040455C3 (en) Process for the production of acetic acid
DE1951759C (en) Process for the production of methyl ethyl ketone
DE2264528A1 (en) METHOD OF SYNTHESIS OF UNSATATULATED ALDEHYDE