DE1801301A1 - Verfahren zur Herstellung von Ketonen und/oder Aldehyden aus Olefinen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Ketonen und/oder Aldehyden aus OlefinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Ketonen
und/oder Aldehyden aus Olefinen mit Hilfe von Sauerstoff und nötigenfalls Dampf
bei erhöhter Temperatur über einen Katalysator, der auf einem hxtzebeständigen
Träger Molybdän-, Wolfram- oder Vanadiumoxyde und daneben Zinn-, Eisen- oder
Titanoxyde enthält. Die Erfindung betrifft gleichfalls die Herstellung eines Katalysators
zur Durchführung eines solchen Verfahrens. Sie bezieht sich insbesondere auf die Herstellung von Aceton aus Propylen und von Butanon aus Butylen.
Bekanntlich können Olefine durch Oxydation über einen vorumschriebenen
Katalysator in Ketone, Aldehyde und Säuren umgesetzt werden. Bei ausreichender
Wirksamkeit des Katalysators bei niedriger Temperatur verlagert sich die Selektivität
in einer Richtung, welche für die Bildung von Ketonen günstig ist. Es ist in grosstechnischem Massstab aber noch nicht gelungen, ein Olefin mit Hilfe eines
solchen Katalysators in das entsprechende Keton umzusetzen.
Es wurde nunmehr gefunden, dass Ketone, zusammen mit Aldehyden und Säuren,
aus entsprechenden Olefinen hergestellt werden können, wenn im vorumschriebenen Sinne zusammengesetzte Katalysatoren mit einer katalytischen Oberfläche besonderer
Struktur angewandt werden; unter "besonderer Struktur" wird eine Struktur gemeint,
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welche abweicht von derjenigen, welche durch Tränkung eines hitzebestMndigen Trägers
erhalten wird. Die Erfindung beruht auf der Erscheinung, dass sich die Reaktivität I
und die Selektivität für die Bildung von Ketonen aus entsprechenden Olefinen mit
Hilfe von Sauerstoff und nötigenfalls Dampfbei erhöhter Temperatur über einen
Katalysator, der auf einem hitzebeständigen Trägerstoff Molybdän-, Wolfram- oder
Vanadiumoxyde enthält, in starkem Masse in einer Richtung verlagern, welche für die Bildung der genannten Ketone günstig ist, wenn die Zinn-, Eisen- oder Titan-.
oxyde als Teilchen von höchstens 50 % auf dem Träger anwesend sind. Obiges beinhaltet
keineswegs, dass sämtliche Teilchen der letztgenannten Oxyde eine Grosse
^ von höchstens 50 A aufweisen sollen, sondern dass solche feinen Teilchen in vorwiegendem
Masse vorhanden sein sollen.
Die Herstellung des Katalysators zur Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens erfolgt dadurch, dass katalytisch wirksames Zinn-, Eisen- oder Titanoxyd
in feindispersem Zustand auf einen hitzebestandigen Trägerstoff aufgebracht
wird, der in einer Zinn-, Eisen- oder Titanionen enthaltenden Lösung suspendiert
ist, danach in der Lösung homogen Hydroxylionen gebildet werden und zwar so allmählich,
dass dj.e Migrationsgeschwindigkeit des zu fällenden, hydratisierten Oxyds
zum Träger hin derart ist, dass die Bildung von Präzipitationskernen in der Lösung
vermieden und das betreffende Oxyd.auf dem suspendierten Trägerstoff niederge-
" schlagen wird, worauf der Suspension des beladenen Trägers eines oder mehrere der
Salze oder Oxyde von Molybdän, Wolfram oder Vanadium beigegeben werden und schliesslich
der beladene Trägerstoff aus der Suspension ausgeschieden, getrocknet und
geglüht wird.
Die homogehe und allmähliche Bildung von Hydroxylionen kann unter anderm
dadurch bewirkt werden, dass man der Suspension des hitzebeständigen Trägers in der Zinn-, Eisen- oder Titansalzlösung Harnstoff beigibt und man diese Lösung
unter intensivem Rühren so lange erhitzt, bis das betreffende Oxyd in der ge-
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wünschten Menge auf dem Trägerstoff vorhanden ist. Zur Erhaltung sehr feiner Eisenoxydteilchen
auf der Trägeroberfläche wird vorzugsweise von einer löslichen Ferroverbindung
ausgegangen. Statt Harnstoff kann jede andere Verbindung, welche allmählich Hydroxylionen bildet, z.B. Natriumnitrit oder Hexamethylendiamin, verwendet
• werden.
Die Erfindung wird erläutert für die Herstellung von:
I. Aceton aus Pi-opylen an Hand von Vergleichsbeispielen mit 5 Katalysatoren, welche
auf verschiedene Weise hergestellt worden sind (wovon einer gemäss den Spezifikationen
der vorliegenden Erfindung);
II. öutanon aus Butylen an Hand von Vergleichsbeispielen. _·*
I. ACETON AUS PROPYLEN
Zum Vergleich wurde Propylen bei näher anzugebenden Temperaturen in
einem Reaktor mit Luft und Dampf über den betreffenden Katalysator geleitet.
Das erhaltene Reaktionsprodukt wurde anschliessend analysiert. Dabei war insbesondere
wichtig die Acetonausbeute.
In den Katalysatoren A bis C wurden grosse Zinnoxydteilchen verwendet.
Ein inerter TrHgerstoff zur Erreichung feiner Zinnoxydteilchen und zur Stabilisierung
dieser Teilchen erübrigt sich hier. Zur Vermeidung einer Verdünnung des Katalysators mit inaktivem Träger wurde der Trägerstoff in diesen Katalysatoren
weggelassen. In den Katalysatoren D und E wurden kleine Zinnoxydteilchen angewandt;
aus diesem Grunde wurde ein Träger mit grosser Oberfläche benutzt.
Die Katalysatoren A-E wurden wie folgt hergestellt:
A. 5 g Zinndioxyd mit einer spezifischen Oberfläche von 3m je g wurden zusammen mit 2,5 g MoO„ in 100 ml Wasser suspendiert. Die Suspension wurde
danach filtriert, gewaschen und bei 450 C getrocknet. Die Katalysatormasse
wurde anschliesend im Reaktor zuerst 16 Stunden bei 475 C mit Dampf be-
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handelt; der mittlere Durchmesser der Zinnoxydt^iichei). betrug etwa 2 χ 10 A.
-ί.." ■ ■ ·■
B. 5 g Zinnoxyd mit einer spezifischen Oberfläche vöii:.'.ä'i» je g wurden im Reaktor
mit MoO (OH) beladen, indem Dampf mit MoO (OH) .45 Stunden bei 450 °C
2t 2t 2t Ct ~
über das Zinnoxyd hinübergeleitet wurde.
C. Zinnoxyd mit einer spezifischen Oberfläche von 25 m jf>
g wurde dadurch
erhalten, dass granuliertes Zinn mit Salpetersäure behandelt -und anschliessend
getrocknet und auf 500 C erhitzt wurde. Auf elektronenmikroskopischem Wege
wurde eine mittlere Grosse der Zinndioxydteilchen von 250 A festgestellt.
Das Zinndioxyd wurde danach im Reaktor durch 40-stündiges Hinüberleiten von Dampfmit MbO0(OH) bei 450 °C mit MoO (OH) beladen.
D. 75 g "Aerosil" wurden in einer Lösung mit 11,4 g SnCl. 5 aq. getränkt. Nachdem
das pH mit Hilfe von Ammoniak auf einen Wert von 7 gebracht worden war,
wurden 20 g MoO„ hinzugefügt. Die Suspension wurde nun filtriert, getrocknet
und bei 450 C geglüht. Das Analysenergebnis war: SnO 4,2 %; MoO 20,4 %
und SiO0 75,4 %. Die Zinnoxydteilchen waren in hohem Masse zusammengeballt.
Die Konglomerate, deren Grosse über IQO A betrug, waren mit einer monomolekularen
Schicht einer Molybdänverbindung bedeckt.
E. Die Herstellung des Katalysators erfolgte gemäss der Spezifikation der vorliegenden
Erfindung. Dazu wurden 75 g "Aerosil"· in einer Lösung von 11,4 g SnCl. 5 aq. in einem Liter Wasser suspendiert. Anschliessend wurden 19,4 g
Harnstoff zugefügt; danach wurde die Suspension unter intensivem Rühren
gekocht, bis ein pH-Wert von 7 vorlag. Nach Abkühlung der Suspension wurden unter Rühren 20 g MoO beigegeben. Die Suspension wurde danach filtriert
und mit 500 ml Wasser ausgewaschen. Schliesslich wurde das Material bei
550 C geglüht. Die elektronenmikroskopische Untersuchung ergab, dass das
Zinnoxyd als Teilchen von durchschnittlich .10 A homogen über das "Aerosil"
verteilt worden war. Diese Teilchen waren mit einer monomolekularen Schicht einer Molybdänverbindung bedeckt. Das Analysenergebnis war: SnO0 4 %t
MöO_ 20 % und SiO0 75 %. 909820/1336
3 λ ·
Die Ergebnisse einer ersten Versuchsreihe'mit einem niedrigen Konversionsgrad
von Propylen und einer hohen Katalysatortemperatur waren:
Versuchsreihe I
Katalysator | A | B | E |
Mittl. Temp. Katalysatoroberfl. (°G) | 348 | 342 . | 350 |
Konversion von Propylen (%) | 5,2 | 4,5 | 1,1 |
Selektivität (%) | |||
'Abbau zu CO und CO2 | 7 | 10 | - |
Aceton | /357 | /557 | £657 |
Essigsäure | 37 | 49 | 9,7 |
Acrolein | 6 | 2,5 | 14 |
Acrylsäure | 1 | 1,5 | - |
Maleinsäure | 2 | 4 | - |
Acetaldehyd | 4 | 3 | 11 |
Mit Rücksicht auf die grosse Aktivität von Katalysator E war bei dieser
Versuchsreihe zur Erreichung einer vergleichbaren niedrigen Konversion eine sehr kurze Kontaktzeit notwendig. Diese Zeit war um etwa einen Faktor 10 kürzer
als bei den Katalysatoren A und B; die Konversion erwies sich bei dieser kurzen Kontaktzeit als nur 4- bis 5-mal geringer.
Die Ergebnisse einer zweiten Versuchsreihe mit einem niedrigen Konversionsgrad
von Propylen und einer niedrigen Katalysatortemperatur waren wie folgt:
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Versuchsreihe II
Katalysator | C | E |
Mittl. Temp. Katalysatoroberf1. ( C) | 272 | 275 |
Konversion Propylen (%) | 5,0 | 4,8 |
Selektivität (%) | ||
Abbau zu CO und CO | 19 | 9,1 |
Aceton | /WJ | /ST? |
Essigsäure | 24 | 4,6 |
Acrolein | 0,2 | - |
Acrylsäure | 0,6 | 0,5 |
Maleinsäure | 4 | - |
Acetaldehyd | 5 | 5 |
Eine dritte Versuchsreihe wurde durchgeführt bei hohem Konversionsgrad
von Propylen und hoher Katalysatortemperatur.' Dabei war die chemische Bruttozusammensetzung
der Katalysatoren D und E gleich:
Versuchsreihe III
Katalysator | D | E |
Mittl. Temp. Katalysatoroberf1. ( C) | 340 | 340 |
Konversion Propylen (%) | 85 | 97 |
Selektivität (%) | ||
Abbau zu CO und CO | 29,5 | 21,8 |
Aceton | /4777 | /21,4/ |
Essigsäure | 99,5 | 42,5 |
Acrolein | 2,4 | 3,7 |
Acrylsäure | 1,2 | 0,2 |
Maleinsäure | 9,4 | 6,1 |
Acetaldehyd | 3,5 | 4,6 |
Bemerkt sei, dass die angegebenen Katalysatortemperaturen wegen der exothermen
Reaktion höher sind als die der Heizmittel, mit deren Hilfe der Reaktor
auf Temperatur gehalten wird.
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W 1T ·—
v- Aus den Vergleichsbeispielen mit den fünf Katalysatoren in den drei
Versuchsreihen ergibt sich folgendes:
1. Die Art und Weise, wie SnO mit Molybdänoxyd beladen wird, beeinflusst die
Ergebnisse nicht (Vergleiche dazu Kat. A mit Kat. B in der ersten Versuchsreihe)
2. Katalysatoren mit der gleichen chemischen Bruttozusammensetzung führen nicht
zu dem gleichen Ergebnis (Vergleiche in der dritten Versuchsreihe Kat. D mit getränktem "Aerosil" und, Kat. E, auf dem SnO0 als Teilchen von im Durchschnitt
10 A* auf "Aerosil" angebracht ist.
3. Während in der dritten Versuchsreihe bei Kat. E die Konversion beträchtlich
höher ist (97 %) als bei Kat. D (85 %), ist die Acetonherstellung um einen
Faktor vier höher.
4. Ausgehend von Propylen, ist insbesondere bei niedriger Konversion der Abbau
zu CO und CO , sowie die Bildung von Essigsäure wesentlich geringer bei Kat. E
als bei den anderen Katalysatoren.
5. Ausgehend von Propylen, ist bei Kat. E die Selektivität in Bezug auf die
Acetonbildung wesentlich anders - und günstiger - als bei den anderen Katalysatoren
und zwar sowohl bei niedrigem als bei hohem Konversionsgrad (vergleiche
dazu die erste und zweite Versuchsreihe mit der dritten).
6. Insbesondere bei niedriger Temperatur ist die Selektivität von Katalysator E
besonders günstig (siehe dazu die zweite Versuchsreihe).
II. BUTANON AUS BUTYLEN
Bei diesen Versuchen wurde - unter näher anzugebenden, von Versuch zu
Versuch wechselnden Reaktionsbedingungen - Butylen in einem Reaktionsgefäss
mit Luft und Dampf über die betreffende Katalysatormasse geleitet. Das erhaltene
Reaktionsprodukt wurde anschliessend analysiert; besondere Aufmerksamkeit galt dabei der Ausbeute an Butanon, Acetaldehyd, Säuren und den Verbrennungsprodukten
CO und CO0.
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Die Zusammensetzung der Katalysatormassen erfolgte gemäss den Spezifikationen
der vorliegenden Erfindung. Für einen der angewandten Katalysatoren folgt jetzt die Herstellungsweise:
74 g "Aerosil" wurden in einer Lösung von 15,0 g SnCl. 5 aq. in einem
Liter Wasser suspendiert. Anschliessend wurden 25 g Harnstoff beigegeben, wonach
die Suspension unter intensivem Rühren gekocht wurde, bis ein pH-Wert von 7 vorlag.
Nach Kühlung der ,Suspension wurden unter Rühren 20.g MoO zugefügt. Die
Suspension wurde danach filtriert und mit 500 ml Wasser ausgewaschen. Schliesslich wurde die Substanz bei 450 C geglüht. Eine elektronenmikroskopische
Untersuchung ergab, dass das Zinnoxyd als Teilchen von durchschnittlich 10 A homogen über das "Aerosil" verteilt war. Diese Teilchen wurden durch 16-stUndiges
Hinüberleiten von Dampf bei 450 C mit einer monomolekularen Schicht einer
Molybdänverbindung bedeckt. Unter diesen Umständen verflüchtigt sich- das Molybdänoxyd
und lagert sich auf dem Zinnoxyd ab. Das Ergebnis der Analyse war: SnO
7,4 %; MoO„ 15,3 %; SiO0 77, Sf %.
Die anderen, bei den Versuchen angewandten Katalysatoren wurden auf
gleiche Weise hergestellt.
Die Ergebnisse der Versuche sind in den Tabellen A bis E dargestellt.
Diese Tabellen werden der Reihe nach besprochen.
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Versuch Nr, | Buten | 52 | 80 |
Buten/Luft/Dampf-Verhältnis | -1 | -2 | |
Temp. Katalysator ( C) | 1:14:9 | 1:16:11 | |
SnO0 auf Katalysator (%) | 228 | 224 | |
-1 Raumgeschwindigkeit h |
7,4 | 7,4 | |
Umsetzung (%) | 2200 | 2390 | |
Selektivität (%) | 4,5 | 7'4 | |
CO + CO0 | |||
Butanon | 18,7 | 11,8 | |
Acetaldehyd | 47,0 | 52,8 | |
Essigsäure | 8,9 | 11,1 | |
Aceton | 13,0 | 15,1 | |
Methacrolein | 2,8 | 2,2 | |
Maleinsäure | 1,3 | 0,7 | |
Ameisensäure | 8,7 | 5,1 | |
0,2 | 1,2 |
909820/1336
CO O
co
co
NJ O
CO
co cn
Versuch Nr. | Buten | 70 | 69 | 68 | 71 | 75 | 74 | 73 | 76 | -2 |
Buten/Luft/Dampf-Vernaltnis | -1 | -1 | -1 | -1 | -2 | -2 | -2 | l:15j:ll| | ||
Temp. Katalysator ( C) | 1:15:12 | 1:17:13 | 1:15:11\ | 1:15:12 | l:14j:.ll | 1:14^:22 | 1:14^:11 | 7,4 | ||
SnO auf Katalysator (%) | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 153 | ||
Raumgeschwindigkeit h | 153 | 154 | 154 | 152 | 154 | 153 | 154 | 3810 | ||
Umsetzung (%) | 650 | 1370 | 2560 | 3900 | 650 | 1270 | 2390 | 0,84 | ||
Selektivität (%) | 1,9 | 0,87 | Q, 51 | 0,42 | 2,15. | 1,08 | 0,89 | |||
CO + CO2 | • | 6,2 | ||||||||
Butanon | 19,0 | - | - | - | 4,95 | 8,2 | 9,1 | 84,0 | ||
Acetaldehyd | 71,5 | 87,5 | 82,5 | 89,0 | 82,4 | 76,3 | 76,6 | 5,3 | ||
Essigsäure | 2,2 | 2,1 | • 1,6 | 1,7 | 7,7 | 8,25 | 7,6 | 2,6 | ||
Aceton | 3,9 | 6,1 | 10,2 | 5,5 | 3,0 | 4,9 | 4,4 | 0,9 | ||
Methacrolein | - | - | - | • - | 0,7 | 0,55 | 0,5 | - | ||
Maleinsäure | 2,2 | 2,5 | 2,4 | *,4 | - | - | - | 0,8 | ||
Ameisensäure | 1,0 | 1,4 | 2,6 | 1,4 | 1,0 | 1,5 | 1,4 | 0,2 | ||
0,2 | 0,3 | 0,7 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,4 |
O
I
00 O
CO O
Versuch Nr. | Buten | 43 | 45 | 47 | 48 | 49 | 7? | 78 | 79 | 80 | 81 | |
Buten/Luft/Dampf-Verhältnis | -1 | -1 | -1 | -1 | ■■Τ | -2 | -2 | -2 | —p | |||
Temp. Katalysator (.C) | 1:14:6 | 1:14:6 | 1:14:6 | 1:14:6 | 1:14:6 | 1:15:9^ | 1:15:94 | l:15:9£ | l:15:9j | 1:15:9| | ||
SnO auf Katalysator (%) | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | ||
-1 Raumgeschwindigkeit h |
155 | 208 | 233 | 254 | 268 ' | 157 | 179 | 197 | 224 | 259 | ||
Umsetzung (%) | 2000 | 2000 | 2000 | 2OO0 | 2000 | 2390 | 2390 | 2390 | 2520 | 2390 | ||
co | Selektivität (%) | 0,48 | 1,42 | 2,75 | 5,6 | 6,4 | 1,6 | 3,5 | 4,1 | 9,6 | 11,4 | |
CD to |
CO + CO2 | |||||||||||
VJL·/ OO |
Butanon | 0,0 | 28,9 | 29,6 | 34,4 | 39,1 | 0,0 | 11,4 | 10,0 | 35,6 | 31,0 | |
NJ O |
Acetaldehyd | 74,0 | 49,3 | 40,4 | 33,6 | 29,2 | 86,5 | 72,5 | 68,1 | 39,6 | 26,8 | |
^> | Essigsäure Aceton |
2,7 | 6/3 | 9,8 | 13,8 | 14,1 | 8,6 | 8,25 | 9,05 | 8,3 | 10,0 | |
CO CO σ> |
Methacrolein | 14,3 0,7 |
8,7 1,7 |
10,9 2,9 |
9,2 3,4 |
8,0 3,5 |
2,9 0,9 |
4,4 1,25 |
7,4 1,75 |
10,2 1,7 |
20,2 2,2 |
|
Maleinsäure | 2,0 | 1,8 | 2,0 | 2,0 | 3,0 | 0,1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,4 | ||
Ameisensäure | 5,2 | 2,6 | 3,4 | 2,9 | 2,5 | 0,9 | 1,5 | 2,4 | 3,4 | 6,7 | ||
1,3 | 0,6 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,7 |
Versuch Nr. | 77 | 128 | 113 |
Buten | ■■ 2 | -2 | -2 |
Buten/Luft/Dampf-Verhältnis | 1:15:9^ | 1:15:104 | 1:16:114 |
Temp. Katalysator ( C) | 7,4 | 18,0 | " 43,8 |
SnO auf Katalysator (%) | 157 | 163 | 158 |
Raumgeschwindigkeit h | 2390 | 2320 | 2220 |
Umsetzung (%) | 1,6 | 4,6 | 3,05 |
Selektivität (%) | |||
CO + CO0 2 |
0,0 | 9,0 | 13,4 |
Butanon | 86,5 | 69,5 | 76,1 " |
Acetaldehyd | 8,6 | 7,1 | 5,6 |
Essigsäure | 2,9 | 9,8 | 2,9 |
Aceton | 0,9 | 0,7 | 0,8 |
Methacrolein | 0,1 | - | - |
Maleinsäure | 0,9 | 3,2 | . 1,2 |
Ameisensäure | 0,2 | 0,8 | 0,2 |
9 0982 0/133 6
CD O CD
OO K) O
CO CO CD
Versuch Nr. | Buten | 66 | 65 | 64 | 67 | 128 | 133 | 138 |
Buten/Luft/Dampf-Verhältnis | -1 | -1 | -1 | -1 | -2 | -2 | -2 | |
Temp. Katalysator ( C) | 1:30:22 | 1:154:12 | 1:8,7:7 | 1:3,6:3,3 | 1:14^:104 | l:14j:2,4 | l:14j:O,7 | |
SnO2 auf Katalysator (%) | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 7,4 | 18,0 | 18,0 | 18,0 | |
-1 Raumgeschwindigkeit h |
246 | 249 | 252 | 255 | 163 | 163 | 130 | |
Umsetzung (%) | 1310 | 1320 | 1380 | 1620 | 2320 | 1560 | 1470 | |
Selektivität (%) | 16,0 | 10,8 | 7,9 | 3,54 | 4,6 | 6,9 | 1,2 | |
CO + CO0 | ||||||||
Butanon | 29,4 | 27,2 | 29,6 | 20,9 | 9,0 | 6,5 | 0 | |
Acetaldehyd | 26,1 | 32,6 | 36,2 | 52,3 | 69,5 | 66,0 | 80,5 | |
Essigsäure | 8,8 | 9,4 | 8,5 | 9,9 | 7,1 | 13,5 | 14,4 | |
Aceton | 22,9 | 21,9 | *7,6 | 11,4 | 9,8 | 8,6 | 3,2 | |
Methacrolein | 2,2 | 2,0 | 2,0 | 2,4 | 0,7 | 2,1 | 0,6 | |
Maleinsäure | 1,2 | 1,3 | 1,3 | 2,4 | - | - | - | |
Ameisensäure | 6,4 | 5,5 | ' 4,9 | - | 3,2 | 2,7 | 1,0 | |
3,3 | 0,1 | 1,2 | 1,0 | 0,8 | 0,7 | 0,2 |
ω ι
I OU I OU I
In den Tabellen A und B werden Ergebnisse miteinander verglichen, wobei
von Buten-1, bzw. Buten-2 ausgegangen wird. Es ergibt sich, dass Buten-2 reak- "
tiver ist als Buten-1; die Konversion ist für Buten-2 stets deutlich höher,
während die Umsetzung zu Butanon für die beiden Ausgangsstoffe nicht merklich
verschieden ist.
Für die Herstellung von Butanon gemäss dem erfindungsgemBssen Verfahren
wird denn auch vorzugsweise von Buten-2 ausgegangen.
In Tabelle B wird sowohl für Buten-1 als für Buten-2 der Einfluss der
Raumgeschwindigkeit geprüft. Bei niedrigerer Raumgeschwindigkeit steigt die Konversion an. Für Buten-2 nimmt die CO- und CO -Bildung bei höherer Konversion
nicht merklich zu; bei Buten-1 ist dies deutlich wohl der Fall.
In Tabelle C wird der Einfluss der Katalysatortemperatur verglichen.
Sowohl bei Buten-1 als bei Buten-2 steigt die Konversion bei höherer Temperatur an; zu gleicher Zeit verringert sich die Ausbeute an Butanon, während die CO-
und CO -Bildung grosser ist. Buten-1 ergibt bei höherer Temperatur mehr Acetaldehyd
und Buten-2 in diesem Falle mehr Essigsäure. Erfindungsgemässe erfolgt die
Herstellung von Butanon und/oder Acetaldehyd aus Butylen vorzugsweise bei einer
ο mittleren Temperatur der Katalysatoroberflache zwischen 125 und 300 C. Wird
hauptsachlich Butanon als Produkt verlangt, so wird vorzugsweise eine Temperatur
zwischen 125 und 200 C angewandt; wird Acetaldehyd als Produkt verlangt - oder
mitverlangt - so wird vorzugsweise eine Temperatur über 200 C verwendet.
Tabelle D zeigt den Einfluss des Zinndioxydgehalts des Katalysators. Die
Konversion ist bei den Katalysatoren mit 18,0 und 43,8 % Zinndioxyd merklich grosser als beim Katalysator mit 7,4 % Zinndioxyd. Die etwas grössere Konversion
beim Katalysator mit 18,0 Zinndioxyd ist auf die einigermassen höhere Reaktionstemperatur zurückzuführen, nämlich 163 °C für den Katalysator mit 18,0 % und
158 C für den Katalysator mit 43,8 % Zinndioxyd. Ebenso wie bei den anderen Beispielen
verringert sich die Ausbeute an Butanon enigermassen bei gesteigerter
Konversion. 909820/1336
In Tabelle E wird der Einfluss des Verhältnisses von Butylen zu Luft und
zu Dampf verglichen. Bei Buten-1 nimmt die Konversion mit der Dampfmenge zu, wo-"bei
die Ausbeute an Essigsäure auf Kosten der an Butanon ansteigt. Die Konversion von Buten-2 zeigt als Funktion der Dampfmenge ein Maximum, das bei einer verhältnismässig
geringen Menge schon erreicht wird. Bemerkenswert ist, dass bei Anwendung
einer Dampfmenge, welche unter der verwendeten Butenmenge liegt, bei
niedriger Reaktionstemperatur eine hohe Selektivität für Butanon erzielt wird.
Die Wärmeverluste werden auf diese Weise eingeschränkt, wodurch bei grosstechnischer
Anwendung eine Rezirkulierung des Produktstromes attraktiv wird.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von Ketonen und/oder Aldehyden aus Olefinen mit
Hilfe von Sauerstoff und nötigenfalls Dampf bei erhöhter Temperatur.über einen
Katalysator, der auf einem hitzebeständigen Trägerstoff Molybdän-, Wolframoder
Vanadiumoxyde und daneben Zinn-, Eisen- oder Titanoxyde enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinn-, Eisen- oder Titanoxyde als Teilchen von
höchstens 50 A auf dem Träger vorhanden sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Verfahren
anzuwendende Katalysator dadurch hergestellt wird, dass katalytisch wirksames Oxyd in feindispersem Zustand auf einen hitzebeständigen Träger aufgebracht
wird, der in einer Zinn-, Eisen- oder Titanionen enthaltenden Lösung suspendiert
ist, danach in der Lösung homogen Hydroxylionen gebildet werden, und zwar so allmählich, dass die Migrationsgeschwindigkeit des zu fällenden hydratisierten
Oxyds zum Träger hin derart ist, dass die Bildung von Präzipita-
909820/1336
tionskernen in der Lösung vermeiden und das betreffende Oxyd auf dem suspendierten
Träger niedergeschlagen wird, ferner danach der Suspension des beladenen Trägers eines oder mehrere der Salze oder Oxyde von Molybdän, Wolfram
oder Vanadium beigegeben werden und schliesslich der beladene Träger aus der
Suspension ausgeschieden, getrocknet und gegltlht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die homogene und allmähliche
Bildung der Hydroxylionen dadurch bewirkt wird, dass man der Suspension des hitzebeständigen Trägers in der Zinn-, Eisen- oder Titansalzlösung
Harnstoff beigibt und man die Lösung so lange erhitzt, bis das betreffende Oxyd in der gewünschten Menge auf dem Träger anwesend ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass von einer
löslichen Ferroverbindung ausgegangen wird.
5. Verfahren zur Herstellung von Aceton aus Propylen gemäss dem Verfahren nach
Anspruch 1 unter Anwendung eines gemSss dem Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder
hergestellten Katalysators.
6. Verfahren zur Herstellung von Butanon aus Butylen gemäss dem Verfahren nach
Anspruch 1 unter Anwendung eines gemäss dem Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder hergestellten Katalysators.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von Buten-2 ausgegangen
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere
Temperatur der Katalysatoroberfläche zwischen 125 und 300 C liegt.
9. Verfahren zur Herstellung von Butanon aus Butylen nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Temperatur der Katalysatoroberfläche zwischen 125 und 200 C liegt.
10. Verfahren zur Herstellung von Butanon und/oder Acetaldehyd aus Butylen nach
einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
909820/13 3 6
_17_ 1S01301
ο die mittlere Temperatur der KatalysatoroberflKche über 200 C liegt.
11. Verfahren zur Herstellung von Butanon aus Buten-2 nach ein·· oder Mehreren
der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das« eine Daepfaenge
benutzt wird, welche geringer ist als die zugeführt» Menge an Buten-2.
909820/1336
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