DE1792123A1

DE1792123A1 - Vanadinpentoxid und Titandioxid enthaltende Traegerkatalysatoren

Info

Publication number: DE1792123A1
Application number: DE19681792123
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Friedrichsen; Otto Dr Goehre
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1968-07-25
Filing date: 1968-07-25
Publication date: 1971-11-18

Description

Vanadinpentoxid und Titandioxid enthaltende Trägerkatalysatoren Zusatz zu Patent . ... ... (Anmeldung B 94 792 IVa/12g) Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abänderung der in Patent ... ... (Anmeldung B 94 792 IVa/12g) beanspruchten Trägerkatalysatoren, die insbesondere für die Oxydation vcn aromatischen und ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen zu Carbonsäuren und Carbonsäureanhydriden geeignet sind.
Gegenstand des Hauptpatents . ... ... (Anmeldung B 94 792 IVa/12g) sind Trägerkatalysatoren für Oxydationsreaktionen aus inerten, nichtporösen Trägermaterialien und einer darauf in dünner Schicht aurgebrachten aktiven Vanadinpentoxid und Titandioxid enthaltenden Masse, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die aktive Masse im wesentlichen aus einer Mischung aus 1 bis 40 Gewichtsteilen Vanadinpentoxid und 60 bis 99 Gewichtsteilen Titandioxid sowie aus 0,01 bis 50 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Vanadinpentoxids und des Titandioxids (= 100), Lithium- und/oder Zirkondioxid oder einer in bezug auf Lithium bzw. Zirkon äquivalenten Menge einer anderen Lithium- oder Zirkonverbindung besteht, wobei der Gehalt an der Lithiumverbindung 10 Gew.% (bezogen auf Lithiumoxid) nicht übersteigen soll, und daß der Vanadinpentoxidgehalt in dem aus Trägermaterial und aktiver Masse bestehenden Trägerkatalysator 0,05 bis 3 Gew.% beträgt.
Es wurde nun gefunden, daß solche dieser definitionsgemäßen Träserkatalysatoren eine besonders hohe Selektivität in bezug auf die damit hergestellten gewünschten Oxydationsprodukte, Carbonsäuren und Carbonsäureanhydride, aufweisen, bei denen das Lithiumoxid und/oder das Zirkondioxid bzw. äquivalente Mengen anderer Lithium- und/oder Zirkonverbindungen gänzlich oder zum Teil durch Aluminiumoxid oder einer in bezug auf Aluminium äquivalenten Menge einer anderen Aluminiumverbindung ersetzt ist.
Nach den bisherigen Beobachtungen bewirkt die Gegenwart des Aluminiumoxids, daß die Oxydationsreaktion vollständiger als zuvor bis zur Stufe der Carbonsäuren und Carbonsäureanhydride fortschreitet, ohne daß diese Verfahrensprodukte ihrerseits weiter angegriffen werden.
Dies bedeutet z. B. im Falle der Herstellung von Phthalsäureanhydrid aus o-Xylol oder Naphthalin, daß die Bildung des schwer abtrennbaren unerwünschten Phthalides auf etwa ein Zehntel der bisherigen Menge zurückgedrängt wird.
Legt man daher besonderen Wert auf die geschilderte Selektivität der erfindungsgemäßen Trägerkatalysatoren, empfiehlt es sich, Lithiumoxid und Zirkondioxid gänzlich durch Aluminiumoxid zu ersetzen. Die bevorzugte Menge des Aluminiumoxids beträgt 0,01 bis 25 Gew.%, besonders 0,01 bis 10 Ges.%, bezogen auf die Menge des Vanadinpentoxids und Titandioxides (v2o5 + TiO2 = 100 «). Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die molare Menge des Aluminiumoxides geringer ist als die des Vanadinpentoxides und bevorzugt 5 bis 50 MQ1% beträgt, d.h. auf 100 Gewichtsteile Vanadinpentoxid verwendet man weniger als 62 Gewichtsteile Aluminiumoxid, und zwar bevorzugt etwa 2 bis 50 Gewichtsteile.
Anstelle von Aluminiumoxid kann man zur Herstellung der Trägerkatalysatoren auch entsprechende molare Mengen anderer Aluminiumverbindungen verwenden, welche bis zu etwa 600°C in Gegenwart von (Luft-)Sauerstoff in Aluminiumoxid übergehen. Solche Verbindungen sind z.B. Aluminiumhydroxid, -nitrat, -carbonat, -oxalat, -formiat und -acetat.
Für die sonstige Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Aluminiumoxid enthaltenden Trägerkatalysatoren sowie für deren Herstellung und Anwendung gelten im übrigen die Angaben des Hauptpatents . ... ... (Anmeldung B 94 792 IVa/12g).
Außer den bereits genannten Vorteilen ermöglichen die neuen Katalysatoren niedrigere Arbeitstemperaturen als die aluminiumoxidfreien, weswegen auch eine längere Lebensdauer zu erwarten ist.
Beispiel 2500 g Magnesiumsilikatkugeln von 6 mm Durchmesser werden in einer auf 3000C erhitzten Dragiertrommel mit 400 g einer wäßrigen Suspension besprüht, die aus Wasser, 42,5 g Formamid, 18,7 g Oxalsäure, 8,5 g Vanadinpentoxid, 133 g Anatas und 1,6 g krist. Aluminiumnitrat (entspricht 0,22 g A1203) besteht. Von den Kugeln werden 140 g dieser Masse aufgenommen, so daß der Anteil der aktiven Masse im Trägerkatalysator etwa 5,3 Gew.% beträgt. Die aktive Masse enthält 0,16 % A1203.
Nach dem Dragieren werden die Kugeln eine Stunde lang im Luftstrom auf 45o0C erhitzt, wonach der Katalysator gebrauchsfertig ist.
Ein Rohr von 25 mm Durchmesser und 3 m Länge wird mit den Kugeln gefüllt. Stündlich leitet man 5100 1 Luft und 204 g eines 95 %igen o-Xylols durch den Reaktionsraum. Das Rohr befindet sich in einem Salpeterbad, das auf 3950C gehalten wird.
Man erhält 112 Gew.% Phthalsäureanhydrid, berechnet auf reines XYlol.
Neben 3,6 Gew.% Maleinsäureanhydrid fällt nur 0,01 % Phthalid an.
Wird dem Katalysator die angegebene Menge Aluminiumnitrat nicht zugesetzt, so erhält man bei gleicher Ausbeute ein Produkt mit o,o8 bis 0,1 ffi Phthalid.

Claims

Patentanspruch 0 AbEnderung der Trägerkatalysatoren für Oxydationsreaktionen aus inerten, nichtporösen Trägermaterialien und einer darauf in dünner Schicht aufgebrachten aktiven, Vanadinpentoxid und Titandioxid enthaltenden Masse, wobei die aktive Masse im wesentlichen aus einer Mischung aus 1 bis 40'Gewichtsteilen Vanadinpentoxid und 60 bis 99 Gewichtsteilen Titandioxid sowie aus 0,01 bis 50 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Vanadinpentoxids und des Titandioxids (= «), Lithium- und/oder Zirkondioxid oder einer in bezug auf Lithium bzw. Zirkon äquivalenten Menge einer anderen Lithium- oder Zirkonverbindung besteht, wobei der Gehalt an der Lithiumverbindung 10 Gew.% (bezogen auf Lithiumoxid) nicht übersteigen soll, und wobei der Vanadinpentoxidgehalt in dem aus Trägermaterial und aktiver Masse bestehenden Trägerkatalysator 0,05 bis 3 Gew.% beträgt, gemäß Patent . ... ... (Anmeldung B 94 792 IVa/12g), dadurch gekennzeichnet, daß das Lithiumoxid und/oder Zirkondioxid bzw. äquivalente Mengen anderer Lithium- und/oder Zirkonverbindungen gänzlich oder zum Teil durch Aluminiumoxid oder einer in bezug auf Aluminium äquivalenten Menge einer anderen Aluminiumverbindung ersetzt ist.