DE1919840A1 - Verfahren zur Herstellung von Acrylsaeurenitril - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Acrylsaeurenitril

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Shigeki Nagai
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Description

FATINTANWXUI DR. E. WIEGAND DIPUNG. W. NIEMANN ' " ' ° ° * " DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT MÖNCHEN HAMBURG
18. April 1969
TELEFON: 55547« 8000 MÖNCHEN 15, TEUOIAMME. KARPATENT NUSSIAUMSTIASSE 10
W. H 163/69 - ko/b
Übe Industries Ltd, Ube-shu Yamaguchi-ken, Japan
Verfahren zur Herstellung von Acrylsäurenitril
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Acrylsäurenitril aus Propylen durch Ammoniumoxydierung, insbesondere ein Verfahren, wobei Acrylsäurenitril mit hoher Selektivität durch Umsetzung von Propylen mit Ammoniak und Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators von neuer Zusammensetzung erhalten wird.
. Es wurden bereits zahlreiche Vorschläge zur Herstellung von Acrylsäurenitril durch die sogenannte Ammoniumoxydierung von Propylen gemacht, wobei eine Oxydation von Propylen in der Dampfphase entweder mit Sauerstoff oder mit Luft in Gegenwart von Ammoniak erfolgt. Beispielsweise ist in der amerikanischen Patentschrift 2 904 580 ein Verfahren zur Herstellung von Acrylsäurenitril durch Ammoniumoxydierung von Propylen unter Anwendung eine8 Katalysators aus' der Gruppe der Wismut-, Zinn- und Antimonsalze der Phosphormolybdänsäure und Molybdänsäure und von Wiemutphosphorwolframat beschrieben.
Jedoch werden als Nebenprodukte beispielsweise Acetonitril und Cyansäure jeweils in Mengen von etwa 10#, beeogen auf erhaltenes A/.crylaäurtnitril, gebildet, wenn die vorstehenden Katalysatoren verwendet werden· Infolge-
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dessen fällt nioht nur dl· SelektlTität für Acrylsäurenitril ab« wobei dl· asxinale Umwandlung au Acryleäurenltrll, bezogen auf Kohlenstoff, entsprechend d«r Tor- »teilend aufgeführten amerikanischen Patentschrift mir 52,80 betrug, sondern te wird auch schwierig, technisch Torteilhaft Aorylsäurenltril τοη hoher Reinheit durch Abtrennung uod entfernung der roretehend aufgeführten lebenprodukte τοη dea erhaltenen Acrylsäurenitril hereuetellen.
Anderereeite let in der britieohen Patentschrift 925 495 b«i der Aaeonoxjdierung τοη Propylen die Verwendung eine· Katalysator· beschrieben, der praktisch nur dl· Sleaente Vissnit und VQlfraa la ohealsoher V®T@talgwa% ■it Sauerstoff enthält. Jedooa war auch la Fall de· b«i dieaea Terfahren Terwendeten Katalysator·» beiepl*lew©£g« Wis«utwolfra*at, die IiIdung τοη lebenprodukUn» wl· Acetonitril und Cyaasäar· grot und deehalte wird die Aufgase der Heretellumg tos Aerylsaurenltrll Bit hc&er telektlTltät u»d hoher fieinheit nies« erfüllt,
Soalt eind, wie angegeben, die »leser amx !«ratfllma tos Aorylalurenltrll »ei tmp AasjonoxjNllerung το» Pwpylom •lngesetsten Katalyeatorffii allg—sisss Kledrlg niseiost» ll«h ihrer SolektlTltAt Hr A«rylatar«nltrll wad •lsi »ie sieht sufrledenatellend ve· SesiohtaiponKt teohnleohen Hereteilung t*s Aorylaäureaitril.
Be ward· sun festgestellt, dal si« eis·· Katalysator, der duroh beeonder* Wahl eise· Vievsttsniisesate, worin da· Atoarerhaltsi· tos Vlaemt μ astlsos ·«*» fil te» trlgt, und Vereinigung dies·· rrodu^tes nit estweier «ia»a WiamtsolyMat, worin iss Ata«r«riüatnis το» Vise««
iss AtWi1IiIlItBiIi τ*»
00 9810/175 5 ßÄ0 ORiGlNAL
etwa 2:3 beträgt, erhalten wurde, die wahrend der Ammoniumoxydierung τοη Propylen gebildeten Hebenpro· dukt* wie Acetonitril, Propionsäurenltril, Cyansäure, Aorolein^öhlenmonoxyd und Kohlendioxyd auf sehr geringe Mengen gesenkt wurden und Acryleäurenitril in hoher Selektivität erhalten wurde.
Das erfindungagemäße Verfahren sur Herstellung τοη Acrylsäuren!tril durch Kontaktierung von Propylen , Ammoniak und Sauerstoff mit einem festen Oxydationskatalysator in der Dampfphase bei einer Temperatur von 400 bis 6QO8C besteht darin, data ein Oxydationskatalysator verwendet wird, der im wesentlichen aus
(A) einem Wismutantimonat, worin das Atomrerhältnis von Wismut su Antimon 1:1 beträgt, und
(B) einen der Wismutsalse Wismutmelybdat, worin das Atomverhältnis von Wismut su Molybdän 2t3 beträgt, oder Wismutwolframmt, wobei das Atomverhält nie von Wismut su Wolfram 2:3 beträgt,
besteht, wobei das Gewichteverhältnis von Wismutantimonat entweder su Wismutmolybdat oder Wismutvolframat im Bereich von 9515 bis 50:50 liegt.
Das Wismutantimonat, der erste Bestandteil A des erfindungsgemäß elngesetsten Katalysators 1st eine Verbindung, wobei das Atomverhältnis τοη Wismut su Antimon 1:1 beträgt und dessen ohemisohe Formel durch BiSbO* wiedergegeben wird« Als Antimonate von Wismut gibt es auch andere Verbindungen als die Verbindung der Formel BiSbO. in Abhängigkeit τοη dem Atomrerhältnis τοη Wismut su Antimon, d.h. Verbindungen mit den Formeln Bi(SbO*). und (BlO)-ShO^. Jedoch erbringt die Verwendung dieser Antimonate des Wismut ausserhalb des Rahmens der vor-
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liegenden Erfindung nicht die hohen Selektirltäten für Aorylsäuren!tr11, wie ·1· der erfindungegemäße Katalysator ergibt. Es ist Jedοoh. su erwähnen, daß dl· Anwesenheit dieser unwirksamen Bestandteile in dem «raten Bestandteil des erflndungsgemäßen Katalysators, d.h. beispielsweise Verbindungen der vorstehenden Formel Bi(SbO,). und (BiO)3SbO. in geringen Mengen, d.h. weniger als etwa 10 Oew·-^, besogen auf BiSbO., unschädlich ist.
Der zweite Bestandteil (B) des Katalysator· gemäß der Erfindung besteht au· der Gruppe τοη v<iemuti*olybdat, wob·! da· Atoarerhältnis τοη Wiemut au MoIybdat etwa 3»2 ist, d.h. Bi2(HoO.),, und Wlwautwolfraoat, wobei das Atom-Tsrhiltnis τοη Wismut an Wolfram ebenfalls 2t3 beträgt, d.h. Bl2(WO4),, jinrtllrtt. Dl··· aweiten Beetandteil· können nicht nur allein Terwendet werden, sondern aueh in Kombination. Im fall der Molybdate der Wlsautrerbind tragen gibt es aueh andere Verbindungen alc die Verbindung der Formel Bl2(MoO.)., was τοη dem Atomrerhältnie τοη Wismut su Molybdän abhängig ist, d.h. Verbindungen der formel Bl2MoO^ und Bl^MoO12 sind ebenfalls bekannt· Andererseits 1st aueh das Vorhandensein τοη anderen Verbindungen al· der Verbindung der Formel Bi2(WO4)5 im fall der Volfraaat· de· Wisemi« in Abhängigkeit tob Atomrerhiltal· τοη Wimrat au Wolfram ebenfall· bekannt, 4#m0 ·· gibt eine Verbindung der Formel Bl2WOg* Jedoefe ergibt aieh bei Amwendttac τοη WisButmclybdaten oder Wiamutwolframaten aitsserhalb de· Rahmen· der Erfindung al· «weitere Bestandteil der er-» flndungsgemlSen Katalysatoren keine hohe SeleitiTittt für !•rylalurenltril, wie sie der Kombinationskatalysator gemäf der >rfindimg «eigt. £· ist an «rwäfenen, daß keine ■peslellen StSrungen auftreten, eelhet wenn die unwirkeaaen Bestandteile in geringen Mengen, d.h. weniger al·
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•twa 20 Gmv.-t, beeofitn auf Bi2(KoQ^)j odar der Yoretehcndea Wlnutaolybdate der Foraeln ^^ oder Ii^MoO12 oder d·· roretehendeB VisButvolfraaet· dar Formel Bi2WO6 rorhandeB eind. Tob (tealohtepuBlct dar
Selektivität für Aerjleaurenitril uad der irawaadluBg tob Propylen wird dl· Tervtaduag tob ViaautBoiybdat inivor-
Obwohl dl· SelektiTitftt ftr AorjlsAureBltrll au« Propylen aiedrlg iat, weaa Jeder der Zatalyeatorbeataadteile dea erfinäta&safeaiSeB Eatalyaatora «lleiB verweadet wird« wird ea BSgllea» AorylelBreBitril au· Propylen alt elaer hohe» SelektirltJtt bia alaevf au 9OjC oder aelur iurok ABveaimae der E»aälB«ti«B der toeliea leataadteile am erhaltea. See Teriilltaie» wx-ia da· WieeMtaatlaoaa«, der leetaBiteil (A), ob« mttweler da· Wieentt-BolyMat oder Wieeatwolfreaat «χ« i««taBdteil (B) Terweadtt werden, liegt Ib «1b«b aaf *ae β«ν!βΒ% >es«c*Ben Bervlek tob AtB vom 95i5 Me 9OtSO9 weeei >e»oadere ela Basttiab YOÄ 9OtIO »le ?0t30 ^nwrfsagt «lv«·
9er eggiBiiBgejtiiii eia«ie@%aea£· Kfetalyeater kamm a«em fe^eeadee Wefffe&arem Se*yeö**«Jl^ weckest Veam Aa%l-
1ε koBsaat^ierfe? ielsetexe feiCet wir* laeeer ssceeetst «&«€» fiaCef Vyitelyee etatt uad ee eildet eie& elm S2««e«eeelee· Weas «eiterkla
sneeeefeem WIrA9 esTelgt 11· Vmaadloag Ib Wema eise lOwmg worn VleernvtaltMt Ib sm äiees® anti»9Btsle«pi eo eeceeeeeB wird» Ateeve«MO.tste ψφλ Wimmt m Aatäaem 1if wir* eaeeiaieeeiM»t ®m fes^seli mx Wmtitomm
«al @MMe^ift«9e«g'eii^^«rt ^IaI9
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türen tob aviielierweise 500 bis 70OT9 iaebeeonäer« 540
Me fS0O«r wlhren* 5 bis 30 Stunden, insfeesoBiere
8tunden« durchgeführt· Sin« hOhere temperatur als di« angegebene» let nioht g&nstig» 4« der spesifieohe QteerfllooeBb«r«£@k der Katalysatoren abfSllt \m<l sieh ein fall der Aktivität des EataljMtoz« elastellt«
Iekam 1«-» WieestteoljMat „ der ias 1»eia erfiMwagesenftSen eetseodeii Xat®ly»»t©re, bei spiel «weie® herfesteilt werdent
su einer wlirigen LOswsg voa AoM£dii»M»ljM«,$ dal dna Atosre©&kÄltaia v®» Wiaat&t ea HoljMSa *,s.> Μ£β9 worauf suit froekMte abgeäaayft wiri9 Ma di®" lsrlwI©Kl»i;
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BAD ORIGJMAL
WiemutentlBon&t und entweder Wlsmutaolybdat und/ oder Wismutwolf meat, die beispielsweise in der vorstehenden Weis· erhalten wurden» werden in üblicher Weise su den Katalysator verarbeitet, wobei z.B. eine fulverisierelnrlontung zum Verkneten der Bestandteile in Pastenform alt Wasser angewandt wird und anschllessend die Paste geformt und getrocknet wird.
Die dabei erhaltenen Katalysctoren können auch auf einem Träger getragen verwendet werden. Als Träger, die günstige Ergebnisse für die Üaeeteung ergeben, können beispielsweise Kieselsäure, Aluminiumoxid, Aluainiumoxyd-Kieselsäure, Silicate und Carborund verwendet werden, die durch Behandlung bei erhöhten Temperaturen inaktiviert wurden. Biese können su dem Katalysator in den gewünschten ttengen, beispielsweise einem Bereich von 10 bis 9OjC, besogen auf Gesamtgewicht, sugeeetst werden.
Die erfindungsgesäB eingesetzten Katalysatoren können in Abhängigkeit von der Art und Veise der Vereinigung der Bestandteile und der Berstellungsbedingungen variieren, besltsen jedoch allgemein spezifische Oberflächen von 1 bis 3 m /g.
Ss liegt keine spesielle Beschränkung hinsichtlich der dröße der KatalysatorGlichen vor» wobei die Teilehemgr&fie in günstiger Weise entsprechend den Gebrauchs»*·» diagiafigsn gewählt wird. Weiterhin let es auch eOgliok, die Katalysatoren «it ausreichender swcaanisoker Pestigkeit durch Verformung si& F«llets o£®r Eörnchenform mittels der übliohezii«!·· asfcwandteß Verfahren sur Foroung von Katalyaatorea aucsustatten. 21· Aktivität Katalysatoren wird olisre& ^i* Art d«s anee«aBdt«a nicht
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Mach den orfindungsgeaäeen Verfahren kann, «it der Ausnahae, daß der vorstehend beschriebene Katalysator verwendet wird, die AamoniuBoxydierung Ton Propylen sonst entsprechend an sieh bekannten Verfahrensbedingungen durchgeführt werden·
Obwohl das eingesetzte Propylen nicht notwendiger· weise eines alt hoher Reinheit sein nuß, ist es an günstigstens, so weit als nögiieh das Hitvorhandensein Ton solchen Gasen« wie Butenen und Aoetylensn, su Tsr- «eiden, die unter den Uasetsungsbedlngungen erheblich aktiv sind·
J)er katalytisch oit de* Propylen uasusetsende Sauerstoff kann aus reine« Sauerstoffgas bestehen« da jedoch dieses nicht τοη hoher Reinheit sein «ufi, kann Luft anstelle dessen verwendet werden·
Der Anteil« woait der Sauerstoff su de« Propylen su~ gesetst wird« liegt giinetigerweise in Bereich rom 0,8-bis 3,0-fachen der aolarsn Menge,und Torsugswelse de« 1,0-bis 2,0-fachen der solaren Menge des Propylen«.
Andererseits liegt das Verhältnis» womit das Am-■oniak ds« Propylen eugeführt wird, günstigerwslss ia Bereich το« 0,5- bis 3,0-faohen der solaren Menge und be-Torsugt von 0,8- bis 1,2-fachen der aolareu Meng« d·· Propylen·.
Ausser der Verwendung von Propylen, Sauerstoff und Aaaoniak ist die Anwendung eines verdünnenden Gases ebenfalls τοη Vorteil. Als verdünnende Gase kennen uolehe, die praktisch inaktiv bsi dieser Ussstsung sind, verwendet werden, beispielsweise Vasssrdaspf, Stickstoff, Kohlsndloxyd, Äthan, Propan, Butan und isobuten. Kin verdunnsndes Gas dieser Art kann in einer Menge verweiadet werden, die dls 0,5-faohe «olare Ksngs des Propylons
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Übersteigt· Ton den verdünnenden βΐΗη hat Wasserdampf nicht nur tin· Wirkung «ir Erhöhung der Selektirität tür beabsichtigten Acryleäurenitrilherstellung, sondern auch tür Verlängerung der KatalyaatoraktlTität·
Sin· ümeetBungstemperatur τοη 400 bit 6OC1T wird angewandt und Teaperatureη τοη 400 bis 500T werden beeondtr* berorsugt. line Kontaktieit τοη 0,5 bis 40 Sekunden, insbesondere 2 bis 20 Sekunden, wird beTorsugt* Andererseits reicht ale Reaktionedruok im allgemeinen Ataoephärendruek aus· Sa ist jedoch auch nöglioh, die Ue-■etsung ait einen geringes Überdruck oder bei Terringertra Druok durchjnafahren.
Obwohl da· erfindungegeBUSe Terfahren Ieloht unter Anwendung der an sieh bekannten Umaeteungarorrichtungen für dia Dejipfphaee durchgeführt werden kann» wobei der Katalysator al· Peatbett» FlieSbettoder Wirbelschichtbett Terwendet wird, ist die Anwendung einer !fleeet«unge-Torrlohtong tob f#»tiett-T7P τοη besondere· Torteil tob Geeichtepunkt &er Lebensdauer de· Xataljeatore h*v·
Sie Oevianuag dee &ζνϊτ ...\t*n Aoryleaurenitrile aue dem leaktionaprodukt kann auf folgeatd» Vdi·· erfolgen: Da· wt· der Reaktionsrorrichtung ab*trö«ende β·· wird entweder alt kai tea Wnaeer oder anderen Lösungeaaitteln fOr Acryltiurenitril eur Ixtraktion ieeAerylsäuren!tril· in Berührung gebracht, worauf dieaee der fraktionierten Deatillation unterworfen wird. Bs ist aatUrlioh aOglica. das abströmende Gas eit einer wlSrigen »lureieeung, bei-•pielotveis« einer wlßrigen SohwefelelurelOeung, »tr Ie»- trallaatioa «ea Übersohueaee an Aaaoniak Tor «er Ixtraktien «ee Acr/lelureiiltril· in behandeln. Durch das erfinduagegeaftSe Terf*hr%n kann, Aoryleaarenitril aaa Propyleft is eear hoaer SelektiTitftt eraalten werdaa· Ie-
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eätslioh 1st dl· Bildung von lebenprodokten, «1· Acetonitril, Proplomeaarenitril, Cyansäure, Acrolein, Xohles-■onoxyd Ud Xohlendioxyd niedrig. Sk die Reimigaagsstafe «•it einfacher als bei d«i üblichen Terfahrem erfolge* IcUMi9 kann dm· Aorylslarealtril sit hoher Reinheit and Bit niedrigem festen erbaltem werden.
Di» folgeeden Beispiele and TergleiohsTereaoae dienen 8«r weiteren Srlaateruag der Erfindung
Beispiel 1
Der Katalysator ward· aaf feigende Weise herfeetellts 116 g Antiaontrichlorid wurden durch ZvuMts tob 12 eoa Sslsmftar· gelöet, voimaf Waeser sar Rydroly·· ία-» ge«et>t wurde and ein liederechlag «loh bildet·. 76,7 eea I—iinifiVwaaeer wurden dasa »or OberfShTang de· Wieder-•elilac·· in Antinontrioxyd sugeeetit, " m abfiltrievt wurde und Kit Wasser gtwaeoaen vord··
Dieaee Antimontrloxyd ward· la ein·
acaal· gegeben, wotu dann ein· £8sa&g von 246 g Wieaatnitrat in 46 oom Salpetereaure «it einer loneentratio» Ton 62 % lugesetst wurde, worauf diene« Oemieoh bis «or Trockenheit abgedavpft wurde, bis dl· Entwicklung nom Stickstoffdioxid aufgehört hatte. Di· doroa TroakÄ·«. er* aaltene fest· Sabstaas ward· la «la u-fSsBige* Sear aas 7oetfzelea Stahl gegebta uad die f5»lolnlerung der während 26 Stuaden bei 500 "C durch Iraitsea deV von aatam durchgeftlhrt, webel loft rit eiaer keit το» 100 oem je Miaut· durchgeführt wurde. Auf lieit ifeis· ward· das Vissmtaatiaeaat (BiSbO4) arfcelten.
Aaderereeits waxam ela« X0sa«g aas 54 g VlsnBtaits»tt 10 MB) el*«? $2 f~i§jm 9alp«t«ro«ar· uad 10 ·οκ W®m*& »a
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einer Lösung τοη 29,5 g ABBoniuBBolybdat umd 50 oea Wasser sugegeben. Dieses Gemisch wurde in eine Verdampfung*- schale gegeben and «ar !Trockenheit eingedampft, bis die Entwicklung τοη Stickstoffdloxyd aufhörte. Die durch das Trocknen erhaltene feste Substans wurde dann in ein U-förmlgea Bohr aus roetfreien Stahl gepackt, worin sie während 16 Stunden bei 500 0C durch Krhitiea des Rohres τοη auBen calcinlert wurde, wobei eine Luftströmung in einer Menge τοη 100' oca Je Minute durohgeblmsen wurde. Auf diese Weise wurde Vlsautaolyhdat Bl^HoO^)^ erhalten.
Das in der besohrlebenen Weist fnfcaltsme Wisautantiaonat und Wieautaolybdat wurden in ■., - :,--2 β lohteTerhÄltnis τοη 80i20 Teraleoht und au einer Baste alt Waeser unter Anwendung eines SulTerlslergerätes Terknetet, worauf das paa to·· l^terial während 16 Stunden bei 130 «C getrocknet wurde· H<£M getrocknete Material wurde dann su einer Feinheit ®Et@preetk«a& einer Masohensahl/oB τοη 25 bis 49 (14 bis 20 aesh '.l/l:*?,} gesiebt und dadurch der Katalysator erhalten·
Sie Aa&onluBOxydlerung des Propylene wurde auf folgende Weise durchgeführtt
15 cos des Torstehenden Katalysators wurden in ein U-föreiges Reaktionsrohr aus rostfreien Stahl alt einea Xnaendurchaesser τοη 16 aa gepackt und die katalytiaohe Uasetsuag bei eimer Temperatur τοη 470 *C ausgeführt, indes ein Qasgeaiseh aus Propylen, Aaaoniak, Wasserdaapf und Luft in einea HolYerhältnis τοη 1»1i1»7 in eimer Menge τοη 80 oca je Minute durohgestroat wurde. Die Xomtaktseit betrug 11,25 Sekunden.
Die tSiwandlung amm Propylene betrug 64*2 % und die Selektivität für die eimselnem üaeetaungsprolukte war wie folgtι
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Aorylaäurenitril 91,2
Acetonitril 2,1
Cyansäure 1,3
Acrolein 1,1
Propionsäurenitril 0,3
Ss wurde keine Bildung von Aceton festgestellt. Vergleichsversuch 1 Sie Anaoniunoxydierung von Propylen wurde unter
identischen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt»
solchen jedoch als Katalysator eine Menge von 15 com eines/ ver™ wendet, der genau wie in Beispiel 1, jedoch ohne Susat« von Vismutmolybdat hergestellt wurde, d.h. BiSbO^ allein» gesiebt su einer Reinheit entsprechend eimer Haschensahl/ cm2 von 25 bis 49 (14 - 20 aeeh). Bt© umwandlung des Propylene betrug 25,5 % und die Selektivität für Acrylsäure nitril nor 10,9 1»· Sie Bildung von Acetonitril, Cyansäure» Acrolein und Propionsäurenitril erfolgte in Sp»ensengen.
Teg(gfl,e.lofasyeraach 2m
Das Terfahren nach Beispiel 1 wurde wi©dsrltolt doch als Katalysator in einer Menge ¥on 15 ©ob da® Beispiel 1 hergestellte Wissmtaolj^dat Bi2(MoO^), det, welches su einer Feinheit entsprechend einer MaschenBahl/ca2 von 25 bis 49 gesiebt wurde und allein verwendet wurde. Sie Ttewandlung &m Propylene betrug 59 % und die Selektivität für A@rjlsäorenitril betrug etwa S3 %>
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Di· ABJBoniumosqrdleruag ron Propylen word· unter iden~ tiecbea Bedingungen wie la Beispiel 1 durohgefUhrt, £·■» dooh wird· dme G#wicbt*YerhMltnla roa Viasutantlaomt BiSbO^ und VisautBOlyhdat Bi2(MoO^)5 la den Katalysatoren geändert.
2)1· Ergebnis·· «ind in Tabell« I aufgeführt·
Bei- Iatalr«ator Unwand- Selektivität der
py y y leas Ot) eäur«- nitril aäur· leim
2 90 10 45,2 80,8 3,1 0,5 2,1
3 85 15 53t6 90,2 2,1 1,2 1,2
4 77 23 66,2 88,6 3,5 1,1 0,5
5 75 25 65,3 84,5 1,6 1,0 0,3
6 70 30 69,8 82,5 3,4 2,6 1,3
7 60 40 76,6 76,5 5,3 3,0 2,5
Es wurde keine Bildung von Aoeton feetgeeteilt. 2)1· dung Ton Propionattureni tril erfolgt· nur In Spurenaengen
116 g intiaontriohlorid vurdea duxon Suemts ron 12 ooi Jconeentrierter Salzsäure gelBet, worauf Vaeeer ■or Hjrdroly·· sogeeetst ward· and eich ein liedereohlag bildet«. 76,7 eea I—on 1 elfwa«g»r wurden dann sur überföhrong dee IiederaolOagee in Antlaomtrioxyd sage«etat, «•lohe· abfiltriert oad Mit Waaeer gamaelMn wurde.
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Dies®« Aatlseatrioxyd wurd· in ©Is® ¥®rdaapf uag»s©Iä»l©
gebracht and hltrsa daaa «la· JMmw&g v©a 63® g trat la 46 cea Salpetersäure alt eimr I@»»«&tertl@» 62 Jt sugesetst? worauf älMtts e«i@eb star T»ek©aläeit
gcduipft ward·, bis di· totwieklEBg - - i
aufbeut«. 2)1· diiTob froote#a ■iti;J:ife·^, feste wazd· la «la B-fBrralg·· Rc-k^ am »@Ί£^Θΐββ Btelil b«a und dl· Calolaleruag der giitetiMO bei 500 1C durch Brbltstn d«e Isteoo fUbrt, wäbx«nd Laft la «la«r Wmgo > · dorobgeatrtat ward·. WifWBut«?..': :.,:;.&:: CBi^tibO^, worin
¥laaut κα Aafis@a 3s1 Int, tsrard·
dl··· V·!·· «rbalten.
Dl···» Vlsnu^atlBoaat (BiO)5SM). oad das aaob T«r<abr«a το» Β«1·ρ1·1 1 «rbalteati ¥la«iitBOljbdat Bi2(MoO^)5 wurden la ein« TcrbJtltale Tön 70:50 und dl···· Produkt al· Katalysator verwendet.
Wenn die I— niiliian ijill ti mn τοη Propylen unter Idemtiechen Bedlftfunfen wie la Beispiel 1, Jedoch unter Terwendunc dieee» Katalyaator·, durchgeführt wurde, betrug dl· asWanrtinng dee Propylen· 53,2 * und dl· Selektivität tux Acryleäurenitril 67· 5 %.
Terclelonrerauch 4
lime Löeung aus 162 g Ylsautaltrat, 10 cc» einer 62 *-igen Salpetereäure und 10 ooa Wasser ward· su einer Lösung »as 29·5 g iseoniussMJlybdat und 30 ecm Wasser sugesetst. Dieses Geaiseh wurde dann la eine Terdaapfungs--•obale georaoht und sur Trockenheit eingedaepft, bis dl· latwioklung τοη 5 ticks toffdloxyd aofhSrt·. SI· eo getrook-
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net· feet· Sübetan· wurd· in «In U-förmig·· Bohr au« ro·V frei·» Stahl gepackt and während 16 Standen bei 5ÖO 0C durch Erhitien de· Bohre· τοη außen calolniertt während Luft in einer Menge τοη 100 ooa je Minute durohgeatroat wurde.
Auf die·· W@i·· ward· «in Wisautaolybdat Bi2MoO6, t^obei da· Atoarerhältnle τοη Wieaut iu Molybdän 2:1 beträgt» erhalten.
Die··· Visautaolybdat Bl2MoOg und das nach d«i Terfah- »31 τοη Beispiel 1 erhaltene yieautantlBGsat BiSbO^ wurden in eine·] GewichtsTerhältnie τοη 70s30 Terniseht und ala Katalysator verwendet. Wenn die AaaonluBOxydierung de· Propylen· unter identischen Bedingungen wie in Beispiel 1, jedoch unter Verwendung dieses Katalysators, durchgeführt wurde, betrug die Uawandlung τοη Propylen 48,4 % und die SelektlTität für Aorylsäurenitrll 50,2 *.
Der Katalysator wurd· auf folgende Weis® ^ergeeteilt: 116 g Antiaontrichlorld wurden durch lisate τοη 12 cos Salcsäure gelöst, worauf Wasser sur Hydrolyse sugegeben wurde and sich ein Hiederschlag bildete. 76,7 oce Aaaoniakwasser öurden dann but überführung des Biederschlag·· in Antiaontrioxyd sug«s«tet, w«loh·· abfiltriert und alt Wasser gewaschen wur&e*
Dieses Antiaontrioxyd wurd® in ein· Y«rdaapfungsschale gebracht, wobu dann eine Lusung τοη 246 g Wisautnitrat Bl(HO5)^-5HgO in 46 @ca ein«r 62 £-ig«n Salpetersäure Bugesetst wurde, worauf diss®· ©eraiaea sur £^ook«nl@i& abgedampft wurde, bis die Entwicklung τοη Sticketoffdioxyd aufhört·. Die durch Trocknen erhaltusie feet· Sub-
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etaas wards in sin σ-fOraigss Rohr aus rostfreien Stahl gspaokt und dis Calcinlsrung dsr Substans während 16 Stunden bsi 500 1C durch Srhitssn dss Rohr·· τοη außen durchgeführt, wohsi Luft in einer Menge τοη 100 oca Je Minute durohgsstroat wurde. Auf disss Ysiss wurde das Wisautantisionat erhalten.
Andererseits wurde sins Lesung aus 42,7 g Wleautnitrat, 40 cc« einer 62 £-igen Salpetersäure» 40 oesj Wasser su einer LBsung aus 33,7 g Aaaoniuawolraaat (XB4)tov12°41* 5H2O und 34 coa Wasser sugssstst· Dieses Oeaieeh wurde in sins Verdaapfungssohale gegeben und sur Trockenheit abgedampft» bis dis Entwicklung vom Stickstoffdioxyd aufhörte. Die durch froeknen erhaltene fests Substans wurde dann in sin U-fOraigss Rohr aus roetfreien Stahl gepackt, worin eis während 16 Stunden bei 300 0C durch Erhitson des Rohres τοη aufisn caloiniert wurde» wobei luft in einer Menge τοη 100 eoa je Minuts durchgeströmt wurde. Auf disss Weise wurde Visautwolfraaat Bi2(WO4J3 erhalten.
Das auf dis Torstshsnds Wsise erhaltene Vlsautantiaonat und Visautwolfraaat wurden in eine· GsviehtsTerhältnls τοη 80 s 20 Tsraiseht und «it Wasser unter Anwendnng eines PulTsrislsrgsrätss Tsrknetet» worauf das pastuss Material während 16 Stunden bei 130 0C getrocknet wurde. Das getrocknete Material wurde dann su einer reinheit entsprechend einer Masehensahl/es^ Ton 25 bis 49 (14 bis 20 mesh f/ler) geelsbt und der Katalysator erhalten.
Die assioniusozTdierung tob Propylen wurde auf folgende Weiss durchgeführtt
15 oca des Torsteheadem Katalysators wurden in ein U-förelgss Reaktionsrohr aus rost freie· Stahl ait eiste« Innendureheeseer τοη 16 bsi gepackt.und die kata^ytische Os--
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attaung bei tiller Temperatur τοη 470 0C durchgeführt, Indea tin Oaagaaiaoh aoe Propylen, Ajeaonl&k, Wasserdampf und Loft in tint« HolTerhältnis τοη 1*1i2i7,5 in einer Menge τοη 80t? oca Je Minute durckgestroat wurde. Sit Kontakt» melt betrug 11,18 Sekunden.
Sit QawniuUnng dee Propylene betrug 63,7 3* and die SelektlTität für dit einmeinen Reaktionsprodukte «as folgende:
Aorrlsäurenitril 85,5
loetonitril 3,2
Cyansäure 1,9
lorolein 1,5
Sit Bildung τοη Propionsäurenitrll und Aoeton erfolgte nur in Sfurenaengt®·
Sit laaomluaoxrdierufig dta IroiyItns wurde wit in Beispiel 8 tore&ftfUhrt, wobei jedooh ala latalyaator daa naen Btiapltl 8 hergeetelltt Wiemmtwolfrmaat Bi2(VO4 )2 alltin Ttrwemdet wurde, aaoadaa ta auf tint ftinheit tntspreobtad einer Naaonanaahl/ta2 von 25 bia 49 geaieet worden war· SIt ttawandlnng dta lroaylana betrug 26 + and dit Stltktivltftt fOr AorylaäartnitrU bttm« 48 *.
Btiepiele 9 bia 15
Saa Ttnteavtn natta Saiafitl 8 wurde witdtrnolt, Jtdotn daa eawttata^rarnllltnia τοη Wie—taatüwatt and «n Viaantwtlfraaat lit4)5 bti dan
Sit trnaltoaea Irgaani·«« wtrdtn in IaIaOl* XX gaasaal*.
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BAD
T919&4.0
Tabollo
Bei- SIo Katalysator B12(YO4)3 Um-
wand-
Selektivität der Reaktion·-
produkte
Aoe-
to-
ni-
tril
•äUTB Aoro-
loin
SbO4 10 Aorjl-
oäure-
nitril
3tO 0,5 2,1
9 90 15 ♦5,7 81,1 3,6 3,1 1,0
10 85 23 59,2 82,2 5,2 2,4 0,6
11 77 25 61,5 89,8 2,0 1,3 0,8
12 75 30 67,5 90,6 3,1 1,8 1,1
13 70 40 66,5 88,5 3,0 1,2 2,3
14 60 50 68,0 81,3 5,6 3,6 3,1
15 50 lan* tob P 70,2 70,6 imOnltril *tr*4 Aceton orfols-
BiU w>"Dl onoi
to nur in SporoxaMngon·
Aue doa Torstobosdon Arboitsooiopioloa and Yorgloloh·» Torsuehon orgibt o· oieb, d«S μ sub Iiodrighaltoa dor BildixBc Ton IobonprodttktoB, wio Acetonitril, Oja&sftaro, ▲oroloin and Bropioaa&aroaltril aaf olAor eoar gori&gon ΝοΒβο oad mvat £?sioloag do« gowttaaolitOB AoryloAiironitrll» in oimor hohen Soloktlrltlt tob 80 bio 90 % »ehr wosoBtlieh lot, da· da· Torwoadoto YloaataBtlaOBat OiB Produkt lot, bei dta da· Atoarroraaltaio tob Viaaut »u Antiaoa 1i1 boträgt tad dal dlooo· ViasataBtiBoaat in TorbiadoBg entweder alt oIbob Yiawitaiolybdat oBd/odor WiMtutwolftra-■mt TOZWOBdOt wird, bei denen da« AtOBToraUtnieBie τοη YiMRit lu KoIyMJIn bsw. Welftae 2i5 ootrmft·
Hlooo bob· SolektiTitlt fOr Aoryleloroaitrll ao^gniBä «or vrt\ BflOTiagoiH eiageMtstem Katalr äsdvxt oioh •Boh sieb* «ovemUloat «olbot wsm dio mtmmäXvmtßim» dt»
»ist, boitBlcOavoteo Um
009810/17 55

Claims (1)

  1. Patentanspruch
    Verfahren but Hereteilung τοη Acrylsäurenitril, wobei Propylen, Ammoniak: und Sauerstoff alt einea festen Oxydationskatalysator in der Deuapfphaee bei einer Temperatur jjB Bereich γόη 400 bis 600 "C uagesetst werden, dadurch gekennselchnet, dafi als fester Katalysator ein Katalysator verwendet wird, der la wesentlichen aus
    (A) einea Visautantiaonat, worin dme Atoarerhältnis Ton Yiasjut su Antiaon 111 betragt und
    (B) eine« der Visautsalse Visautaolybdat, wobei das Atoarernaltnie τοη Wismut su MoIyM "%2 betragt, und/ oder Visautwolfraaat, worin das AtosnrerbJlltnls τοη Vlsaut su ¥olfrasj 2t3 beträgt,
    besteht, wobei das OewiohtsTsrhaltnis τοη Xisautantiaonat su VisButBolybdat und/oder Visnutwolfraaat isi Bereich τοη 95:5 bis 50s50 liegi.
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JPS509772B2 (de) * 1972-08-04 1975-04-16
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