DE1801401A1 - Verfahren zur Herstellung von Festbett-Oxidationskatalysatoren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Festbett-OxidationskatalysatorenInfo
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Description
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Verfahren zur Herstellung von Pestbett-Oxidationskatalysatoren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Festbett-Oxidationskatalysatoren aus Vanadin-Phosphorsäureverbindungen
mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere erhöhter Aktivitätsdauer bei ihrer Verwendung zur k»talytischen
Oxidation organischer Verbindungen mit Sauerstoff bzw. Luft.
Derartige Katalysatoren werden bisher durch Erzeugen einer Fällung, bestehend aus einer Vanadinverbindung und einer
Phosphorsäureverbindung und gegebenenfalls anderer Metallverbindungen, z. B. solcher des Kupfers, gegebenenfalls in Gegenwart
inerter Träger, Trocknen der Fällung, Mahlen, Verformen und Kalzinieren bei Temperaturen zwischen etwa 300 und etwa
650° C in Gegenwart von Sauerstoff hergestellt (vergl. z. B.
USA-Patentschrift 2.778.838, insbesondere Beispiel 1). Die Aktivität der so hergestellten Katalysatoren läßt jedoch schon
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in verhältnismäßig kurzer Zeit suerklich nach.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Eestbett-Oxidationskatalysatoren
durch Erzeugen einer Fällung, bestehend aus einer Vanadinverbindung und einer Hiosphorsäureirerbindung
und gegebenenfalls anderer Metallverbindungen, gegebenenfalls in Gegenwart von Trägern, Trocknen rand Kalzinieren bei Temperaturen
zwischen etwa 300 xmü etwa 650° C ist dadurch gekennzeichnet,
daß man das getrocknete, aber noch nicht endgültig verformte Produkt kalziniert, alsdann mahlt und ohne Anwendung
höherer Temperaturen verformt.
Dieses Verformen geschieht zweckmäßig ä'ixch. /erpressen des
kalzinierten Produkts, gegebenenfalls unter Zusatz einer geringen Menge eines Bindemittels, z. B, Zinkstearat.
Die nach diesem Verfahren herg@a1;3llten Katalysatoren sind
bemerkenswert formbeständig und bleiben erheblich länger aktiv als die nach den herkömmlichem. Verfahren hergestellten
Katalysatoren.
Zur Erzielung dieser vergleichsweise verbesserten Eigenschaften kommt es nicht auf eine besondere chemische Zusammensetzung
der Katalysatoren und auf Einzelheiten bei der Herateilung
der Fällung an, so daß in dieser Hinsicht verschiedene Variationen
möglich, aber nicht erfindungswesentlich sind, sondern
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nur auf das Manien und endgültige Terformen nach dem Kalzinieren der getrockneten Fällungen.
Die nach der Erfindung hergestellten Katalysatoren kennen
z. B. zur katalytiechen Oxidation von Butengemischen zu
Maleinsäure Terwendet werden.
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Aj In einem Rührkolben wird eine Lösung von 1,61 Mol Phosphorsäure
in 20 Mol Wasser vorgelegt und in diese 1,0 Mol Amraoni~
umvanadat "bei etwa 20° C, höchstens jedoch 35° C9 portionsweise
eingetragen und vollständig gelöst, wodurch eine klare, rotbraune Lösung entsteht. Diese Lösung wird unter Rühren erwärmt.
Bei 70 - 80° C entsteht ein gelber Niederschlag. Die Suspension
wird alsdann bis zur Pastenkonsistenz eingeengt. Die Paste wird 5 Stunden bei etwa 200° C getrocknet.
Erfindungsgemäß wird nun das getrocknete Produkt von etwa 200° C auf etwa 450° C bei etwa 10° C Temperaturerhöhung je ·
Stunde in Gegenwart von Sauerstoff erhitzt und alsdann die Temperatur von etwa 4-50° C noch 16 Stunden lang gehalten.
Dann wird das Material bis zu einer Korngröße von höchstens etwa 0,5 mm gemahlen und anschließend unter Zusatz von 2 Gewichtsprozent
Zinkstearat zu 5 mm Pillen verpreßt.
Mit diesen Pillen wird ein Reaktionsofen gefüllt, der aus einem Bündel von 46 von einem Salzbad umgebenen,Rohren besteht.
Jedes Einzelrohr hat einen Durchmesser von 24 mm und eine Länge von 3.000 min und wird mit 1000 ml des Katalysators
gefüllt.
Durch diese Vorrichtung wird alsdann ein Kohlenwasserstoffgemisch
(18 Gewichtsprozent n-Buten-(1), 37 Gewichtsprozent trans-Buten-(2), 21 Gewichtsprozent cis-Buten-(2), 19 Gewichts«
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prozent η-Butan, 4 Gewichtsprozent Isobutan und 1 Gewichtsprozent
Isobuten) und Luft geleitet. Sie Belastung pro Einzelrohr beträgt 2,8 Hm^ luft mit einem Gehalt von 48 g/Nm3 Kohlenwasser
stoffgemisch pro Stunde.
Die weiteren Bedingungen des Versuch sind in der nachstehenden
Tabelle angegeben. Die Ausbeute an Maleinsäure wird polarograf
isch bestimmt.
Laufzeit in Badtemperatur max. Katalysator- Ausbeute in Gestunden temperatur wichtsprozent, bezogen
auf daa Kohlenwasserstoff gern isch
64 66 65
100 | 420 | 495 |
500 | 415 | 495 |
2000 | 415 | 495 |
Die gemäß Versuch A erhaltene, eingeengte Paste wird 12 Stunden
bei 20° C getrocknet und ebenfalls auf eine Korngröße von
höchstens 0,5 mm gemahlen, nun aber zu 5 mm Pillen verpreßt
und wie bei Versuch A kalziniert.
Bei Verwendung dieses Katalysators zur Herstellung von Maleinsäure
gemäß Beispiel A beträgt die Ausbeute an Maleinsäure nach einer Laufzeit vaa 50 Stunden zwar noch 67 #, bereite nach
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50 Stunden Jedoch nur noch 59 τ>
und nach 200 Stunden nur noch 55 *.
A) Man verfährt, wie im Beispiel 1 A beschrieben, fügt jedoch noch
eine Lesung von 0,57 Mol Ou (GH,·COg)2-H2O in 425 cm3 25 %iger
konzentrierter Ammoniaklösung und 5 Mol Wasser zu. Der Ansatz
wird wiederum unter Rühren erwärmt, wobei sich ein Niederschlag
ο ausscheidet. Die Dispersion wird eingeengt, 4 Stunden bei 210 C
getrocknet, gemäß Beispiel 1 kalziniert, zu einer Korngröße von höchstens etwa 0,5 mm gemahlen und zu 5 hhb Pillen verpreßt.
Bei der Verwendung dieses Katalysators ζϊγ Bestellung von
Maleinsäureanhydrid gemäß Beispiel 1 A erhält man folgende Ergebnisse:
Laufzeit in Badtemperatur max, Katalysator- Ausbeute in Gestunden
temperatur wichtsprozent, bezogen auf das Kohlenwasserstοff gemisch
100 400
200 400
500 400
Die nach der Vorschrift des Versuchs A hergestellte Paste wird 16 Stunden bei 210° C getrocknet, gemahlen, au Pillen verpreBt
und kalziniert.
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470 | 73 |
470 | 73 |
470 | 77 |
Bei der Verwendung dieses Katalysators zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid unter den Versuchsbedingungen des Versuchs
2 A beträgt die Ausbeute an Maleinsäureanhydrid nach einer Laufzeit von 10 Stunden bereits nur 60 % und nach 100 Stunden
nur 52 #.
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Claims (1)
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Patentanspruch
Q
Verfahren zur Herstellung von Festbett-Oxidationskatalysatoren durch Erzeugen*einer Fällung, bestehend aus einer Vanadinverbindung
und einer Phosphorsäureverbindung und gegebenenfalls anderer Metallverbindungen, gegebenenfalls in Gegenwart von
Trägern, Trocknen und Kalzinieren bei Temperaturen zwischen etwa 300 und etwa 65Ου C in Gegenwart von Luft, dadurch gekennzeichnet,
daß man das getrocknete, aber noch nicht endgültig verformte Produkt kalziniert, alsdann mahlt und ohne Anwendung
höherer Temperaturen endgültig verformt.
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009830/152
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