DE19807079A1 - Production of acrolein and acrylic acid by catalytic oxidation of propane - Google Patents

Production of acrolein and acrylic acid by catalytic oxidation of propane

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Abstract

Heterogeneous, catalytic, gas-phase oxidation of propane to acrolein and/or acrylic acid comprises passing a mixture of propane, oxygen and optionally an inert gas, at 300-500 deg C, over a two-part fixed-bed catalyst, each part containing different, specific mixed metal oxide phases. The catalyst in the first bed (A) has the formula M<1>a Mo1-bM<2>b Ox (I) M<1> = cobalt, nickel, magnesium, manganese and/or copper; M<2> = wolfram, vanadium, tellurium, niobium, phosphorus, chromium, iron, antimony, cerium, tin and/or lanthanum; a = 0.5-1.5; b = 0-0.5; x = a number required to satisfy the valencies of the other components and the catalyst in the second bed (B) has formula Bia,Mob, X<1>c, X<2>d, X<3>e, X<4>f, X<5>g, X<6>h, Ox, (II) X<1> = wolfram, vanadium and/or tellurium; X<2> = alkaline earth metal, cobalt, nickel, zinc, manganese, copper, cadmium, tin and/or mercury; X<3> = iron, chromium and/or cerium; X<4> = phosphorus, arsenic, antimony and/or boron; X<5> = alkali metal, thallium and/or tin; X<6> = rare earth metal, titanium, zirconium, niobium, tantalum, rhenium, ruthenium, rhodium, silver, gold, aluminum, gallium, indium, silicon, germanium, thorium and/or uranium; a' = 0.01-8; b' = 0.1-30; c', d' and e' = 0-20; f' = 0-6; g' = 0-4; h' = 0-15 The starting mixture of reactants contains at least 5 volume % propane, at least 15 volume % oxygen and 0-35 volume % inert gas and it passes through layer A first, then through B.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der heterogen kata­ lysierten Gasphasenoxidation von Propan zu Acrolein und/oder Acrylsäure, bei dem man ein aus Propan, molekularem Sauerstoff und gegebenenfalls Inertgas bestehendes Reaktionsgasausgangs­ gemisch bei einer Temperatur von 300 bis 500°C über einen Fest­ bettkatalysator führt.The present invention relates to a heterogeneous kata process lysed gas phase oxidation of propane to acrolein and / or Acrylic acid, which is made from propane, molecular oxygen and optionally inert gas existing reaction gas outlet mix at a temperature of 300 to 500 ° C over a feast bed catalyst leads.

Acrolein und Acrylsäure sind bedeutende Zwischenprodukte, die beispielsweise im Rahmen der Herstellung von Wirkstoffen und Polymerisaten Verwendung finden.Acrolein and acrylic acid are important intermediates that for example in the context of the production of active ingredients and Find polymers.

Das gegenwärtig überwiegend angewandte Verfahren zur großtech­ nischen Herstellung von Acrolein und/oder Acrylsäure bildet die gasphasenkatalytische Oxidation von Propen (z. B. EP-A 575 897) wobei das Propen überwiegend als Nebenprodukt der Ethylenher­ stellung durch Steamcracken von Naphta erzeugt wird.The process currently used mainly for large-scale African production of acrolein and / or acrylic acid forms the Gas phase catalytic oxidation of propene (e.g. EP-A 575 897) the propene predominantly as a by-product of the ethylene position is generated by steam cracking from Naphta.

Da die sonstigen Anwendungsgebiete des Propens, z. B. die Her­ stellung von Polypropylen, sich immer weiter ausdehnen, wäre es vorteilhaft, über ein großtechnisch anwendbares, wettbewerbs­ fähiges, Verfahren zur Herstellung von Acrolein und/oder Acryl­ säure zu verfügen, dessen Rohstoffbasis nicht Propen sondern das z. B. als Erdgasbestandteil in großen Mengen natürlich vorkommende Propan ist.Since the other areas of application of propene, e.g. B. The Her position of polypropylene, it would expand further and further advantageous over a large-scale, competitive capable, process for the production of acrolein and / or acrylic acid, whose raw material base is not propene but that e.g. B. naturally occurring in large quantities as a natural gas component Is propane.

In der EP-A 117146 wird vorgeschlagen, Acrylsäure aus Propan dadurch herzustellen, daß man in einer ersten Stufe Propan durch heterogene katalytische Dehydrierung unter Ausschluß von mole­ kularem Sauerstoff in einen Propylen enthaltenden Produktstrom überführt und diesen zur Oxidation des darin enthaltenen Propens mittels molekularem Sauerstoff zu Acrolein und/oder Acrylsäure in nachfolgenden Oxidationsstufen über geeignete Oxidationskata­ lysatoren leitet.EP-A 117146 proposes acrylic acid from propane by making propane in a first stage heterogeneous catalytic dehydrogenation with the exclusion of moles kular oxygen in a product stream containing propylene transferred and this for the oxidation of the propene contained therein by means of molecular oxygen to acrolein and / or acrylic acid in subsequent oxidation stages using suitable oxidation data conductors.

Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist, daß sie in notwendiger Weise mehrerer Reaktionsstufen bedarf, wobei die einzelnen Reak­ tionsstufen bei unterschiedlichen Reaktionsbedingungen verwirk­ licht werden müssen.The disadvantage of this procedure is that it is necessary Way requires several reaction stages, the individual Reak tion stages realized under different reaction conditions need to be light.

Weiterhin ist die vorgenannte Verfahrensweise insofern von Nach­ teil, als der für die nicht oxidative Dehydrierung das Propans benötigte Katalysator durch Kohlenstoffablagerungen relativ rasch desaktiviert und regeneriert werden muß. Da das Dehydrierprodukt­ gemisch auch Wasserstoff enthält, bezweifelt die CN-A 110532 ferner die Möglichkeit einer unmittelbaren Weiterleitung des Dehydrierproduktgemisches in eine nachfolgende Oxidationsstufe.Furthermore, the above-mentioned procedure is from Nach part, than that for the non-oxidative dehydrogenation of propane required catalyst due to carbon deposits relatively quickly  must be deactivated and regenerated. Because the dehydration product mixture also contains hydrogen, the CN-A 110532 doubts furthermore the possibility of a direct forwarding of the Dehydrogenation product mixture in a subsequent oxidation stage.

Die CN-A 1105352 sowie Y. Moro-oka in Proceedings of the 10th International Congress on Catalysis, 19-24 July, 1992, Bu­ dapest, Hungary, 1993, Elsevier Science Publishers B. V., S. 1982 bis 1986, empfehlen, Propan zunächst in einer homogenen oxidativen Dehydrierung partiell in Propen zu wandeln und dieses ohne vorherige Abtrennung in anschließenden heterogen katalysier­ ten Oxidationsstufen in Acrolein und/oder Acrylsäure über­ zuführen. Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist, daß einer­ seits auch im Rahmen einer homogenen oxidativen Dehydrierung von Propan zu Propen Kohlenstoffbildung einhergeht und daß auch die Selektivität der Wertproduktbildung (Acrolein und/oder Acryl­ säure) bei einer solchen Verfahrensweise nicht zu befriedigen vermag. So beträgt in der CN-A 1105352 die durch homogene oxidative Dehydrierung erzielte Selektivität der Propenbildung in den Ausführungsbeispielen bereits nur ≦ 40 Vol.-% und auch Moro-oka ist auf Selektivitäten der Acroleinbildung, bezogen auf umgesetztes Propan, von 64 mol-% beschränkt.CN-A 1105352 and Y. Moro-oka in Proceedings of the 10th International Congress on Catalysis, July 19-24, 1992, Bu Budapest, Hungary, 1993, Elsevier Science Publishers B.V., S. 1982 to 1986, recommend propane first in a homogeneous to partially convert oxidative dehydration into propene and this without prior separation in subsequent heterogeneous catalysis oxidation levels in acrolein and / or acrylic acid respectively. The disadvantage of this procedure is that one partly also in the context of a homogeneous oxidative dehydrogenation of Propane goes hand in hand with propene carbon formation and that also Selectivity of product formation (acrolein and / or acrylic acid) not to be satisfied with such a procedure can In CN-A 1105352, this is due to homogeneous oxidative dehydration achieved selectivity in propene formation in the exemplary embodiments only ≦ 40% by volume and also Moro-oka is related to selectivities of acrolein formation restricted to converted propane of 64 mol%.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, eine heterogen katalysierte oxidative Dehydrierung von Propan (mit ihr geht nicht not­ wendigerweise Kohlenstoffbildung einher) mit einer nachfolgenden heterogen katalysierten Oxidation des so erzeugten Propens zu Acrolein und/Acrylsäure zu koppeln (z. B. 210th ACS National Meeting, Chicago, August 20-24, 1995 oder WO 97/36849). Nähere Angaben über die Art und Weise der Kopplung (in der Regel erfordern beide Reaktionsschritte nicht miteinander vereinbare Reaktionsbedingungen) wurden jedoch nicht gemacht. Die CN-A 1105352 rät sogar dezidiert von einer solchen Kopplung ab, da die bei vernünftigen Propanumsätzen erreichbaren Selektivitäten der Propenbildung bei einer heterogen kata­ lysierten oxidativen Dehydrierung nicht über diejenigen bei einer homogenen oxidativen Dehydrierung hinausgingen.It has also been proposed to heterogeneously catalyze oxidative dehydrogenation of propane (this is not necessary maneuverably carbon formation) with a subsequent one heterogeneously catalyzed oxidation of the propene thus produced To couple acrolein and / acrylic acid (e.g. 210th ACS National Meeting, Chicago, August 20-24, 1995 or WO 97/36849). Closer Information about the type of coupling (usually require both reaction steps to be incompatible However, reaction conditions) were not made. The CN-A 1105352 even strongly advises against such a coupling since the achievable with reasonable propane sales Selectivities of propene formation in a heterogeneous kata did not lysed oxidative dehydration over those homogeneous oxidative dehydration.

In Topics in Catalysis 3 (1996) wird auf S. 265 bis 275 über die heterogen katalysierte oxidative Dehydrierung von Propan zu Propen an Cobalt- und Magnesiummolybdaten berichtet. Nachteilig an der Verfahrensweise der vorgenannten Referenz ist, daß sie, vermutlich zur Gewährleistung einer befriedigenden Selektivität der Propenbildung, in hoher Verdünnung durchgeführt wird, d. h., daß das Propan und molekularen Sauerstoff enthaltende Reaktions­ gasausgangsgemisch zu 75 Vol.-% aus molekularem Stickstoff (Inertgas) besteht. Ein solch hoher Inertgasanteil vermag nicht zur Kopplung mit einer nachfolgenden Propenoxidation anzuregen, mindert er doch die bei einfachem Durchgang erzielbaren Acrolein- und/oder Acrylsäure-Raum-Zeit-Ausbeuten. Ferner erschwert ein solcher Stickstoffanteil eine im Anschluß an die Propenoxidation gegebenenfalls beabsichtigte Rückführung von nicht umgesetztem Propan und/oder Propen nach erfolgter Acrolein- und/oder Acryl­ säureabtrennung.In Topics in Catalysis 3 (1996) on pages 265 to 275 about the heterogeneously catalyzed oxidative dehydrogenation of propane Propene reported on cobalt and magnesium molybdenum data. Disadvantageous of the procedure of the aforementioned reference is that, probably to ensure satisfactory selectivity propene formation is carried out in high dilution, d. H., that the reaction containing propane and molecular oxygen starting gas mixture to 75 vol .-% from molecular nitrogen (Inert gas) exists. Such a high proportion of inert gas cannot  to stimulate coupling with a subsequent propene oxidation, it does reduce the acrolein and / or acrylic acid space-time yields. It also complicates such nitrogen content following propene oxidation possibly intended return of unconverted Propane and / or propene after acrolein and / or acrylic acid separation.

In Journal of Catalysis 167, 550-559 (1997) wird ebenfalls über die heterogen katalysierte oxidative Dehydrierung von Propan zu Propen an Molybdaten berichtet. Nachteilig an der Verfahrensweise dieser Referenz ist, daß sie ebenfalls die Verwendung eines Reaktionsgasausgangsgemisches empfiehlt, dessen Anteil an mole­ kularem Stickstoff 70 Vol.-% beträgt. Ferner fordert vorgenannte Referenz eine Dehydriertemperatur von 560°C. Eine solch hohe Dehydriertemperatur vermag ebenfalls nicht zur Kopplung mit einer nachfolgenden heterogen katalysierten Propenoxidation anzuregen, da sie die zu einer oxidativen Propenumwandlung zu Acrolein und/oder Acrylsäure üblicherweise eingesetzten Multimetalloxidaktiv­ massen schädigt.In Journal of Catalysis 167, 550-559 (1997) is also about the heterogeneously catalyzed oxidative dehydrogenation of propane Propene reported on molybdate. A disadvantage of the procedure this reference is that they also use a Reaction gas starting mixture recommends the proportion of moles molecular nitrogen is 70% by volume. Also calls for the aforementioned Reference a dehydration temperature of 560 ° C. Such a high one Dehydration temperature is also unable to be coupled with a subsequent heterogeneously catalyzed propene oxidation, since they lead to an oxidative propene conversion to acrolein and / or Acrylic acid usually used multimetal oxide active mass damage.

In Journal of Catalysis 167, 560-569 (1997) wird ebenfalls eine Dehydriertemperatur von 560°C für eine heterogen katalysierte oxidative Dehydrierung empfohlen. In entsprechender Weise empfiehlt auch die DE-A 19530454 oberhalb von 500°C liegende Temperaturen für eine heterogen katalysierte oxidative Dehydrierung von Propan zu Propen.Journal of Catalysis 167, 560-569 (1997) also a dehydrogenation temperature of 560 ° C for a heterogeneously catalyzed oxidative dehydration recommended. In a similar way DE-A 19530454 also recommends temperatures above 500 ° C Temperatures for a heterogeneously catalyzed oxidative Dehydration from propane to propene.

Des weiteren wird in der Literatur über Versuche einer heterogen katalysierten Direktoxidation von Propan zu Acrolein und/oder Acrylsäure berichtet (z. B. Tagungsband, 210th ACS National Meeting, Chicago, August 20-24, 1995, FR-A 2693384 sowie 3rd World Congress on Oxidation Catalysis, R.K. Grasselli, S.T. Cyama, A.M. Caffney and J.E. Lyons (Editors), 1997 Elsevier Science B.V., S. 375-382), doch vermag auch in diesen Arbeiten entweder die berichtete Selektivität der Acrolein- und/oder Acrylsäurebildung und/oder die berichte Ausbeute an Acrolein- und/oder Acrylsäure bei einfachem Durchgang nicht zu befriedigen.Furthermore, in the literature, attempts are heterogeneous catalyzed direct oxidation of propane to acrolein and / or Acrylic acid reports (e.g. conference proceedings, 210th ACS National Meeting, Chicago, August 20-24, 1995, FR-A 2693384 and 3rd World Congress on Oxidation Catalysis, R.K. Grasselli, S.T. Cyama, A.M. Caffney and J.E. Lyons (Editors), 1997 Elsevier Science B.V., pp. 375-382), but is also capable of this work either the reported selectivity of the acrolein and / or Acrylic acid formation and / or the reported yield of acrolein and / or unsatisfactory acrylic acid in a single pass.

Die EP-B 608838 betrifft ebenfalls die heterogen katalysierte Direktoxidation von Propan zu Acrylsäure. Nachteilig an der EP-B 608838 ist jedoch, daß die in dieser Schrift beispielhaft berichteten Selektivitäten der Acrylsäurebildung nicht nach­ arbeitbar sind. So ergaben diesseitige Nacharbeitungen eine verschwindende Selektivität der Acrylsäurebildung. Statt dessen wurde bei der Nacharbeitung dieser Beispiele Acroleinbildung gefunden, wobei die Selektivität der Acroleinbildung jedoch ≦ 30 mol-% betrug.EP-B 608838 also relates to the heterogeneously catalyzed Direct oxidation of propane to acrylic acid. Disadvantage of the However, EP-B 608838 is exemplary in that document did not report selectivities of acrylic acid formation are workable. So this rework resulted in a vanishing selectivity of acrylic acid formation. Instead was in the reworking of these examples acrolein formation  found, however, the selectivity of acrolein formation ≦ 30 mol%.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, ein Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasenoxidation von Propan zu Acrolein und/oder Acrylsäure, bei dem man ein aus Propan, molekularem Sauerstoff und gegebenenfalls Inertgas bestehendes Reaktionsgasausgangsgemisch bei einer Temperatur von 300 bis 500°C über einen Festbettkatalysator führt, zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile der im Stand der Technik beschrie­ benen und/oder empfohlenen Verfahrensweisen nicht aufweist.The object of the present invention was therefore a Process of heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of Propane to acrolein and / or acrylic acid, where one is made from Propane, molecular oxygen and possibly inert gas existing reaction gas starting mixture at a temperature of 300 to 500 ° C leads over a fixed bed catalyst available to provide that described the disadvantages of the prior art level and / or recommended procedures.

Demgemäß wurde ein Verfahren der heterogen katalysierten Gas­ phasenoxidation von Propan zu Acrolein und/oder Acrylsäure, bei dem man ein aus Propan, molekularem Sauerstoff und gegebenenfalls Inertgas bestehendes Reaktionsgasausgangsgemisch bei einer Temperatur von 300 bis 500°C über einen Festbettkatalysator führt, gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Festbettkataly­ sator aus zwei räumlich aufeinanderfolgend angeordneten Kataly­ satorschüttungen A, B besteht, mit der Maßgabe, daß die Aktiv­ masse der Schüttung A wenigstens ein Multimetalloxid der all­ gemeinen Formel I
Accordingly, a process of heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propane to acrolein and / or acrylic acid, in which a reaction gas starting mixture consisting of propane, molecular oxygen and optionally inert gas at a temperature of 300 to 500 ° C over a fixed bed catalyst, was found is characterized in that the fixed bed catalyst consists of two spatially successively arranged catalyst beds A, B, with the proviso that the active mass of the bed A at least one multimetal oxide of the general formula I.

Ma 1Mo1-bMb 2Ox
M a 1 Mo 1-b M b 2 O x

mit M1 = Co, Ni, Mg, Zn, Mn und/oder Cu, vorzugsweise Co, Ni und/oder Mg, besonders bevorzugt Co und/oder Ni,
M2 = W, V, Te, Nb, P, Cr, Fe, Sb, Ce, Sn und/oder La, vorzugs­ weise Sn, W, P, Sb und/oder Cr, besonders bevorzugt W, Sn und/oder Sb,
a = 0,5 bis 1,5, vorzugsweise 0,7 bis 1,2, besonders bevor­ zugt 0,9 bis 1,0,
b = 0 bis 0,5, vorzugsweise < 0 bis 0,5 und besonders bevor­ zugt 0,01 bis 0,3 sowie
x = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in I bestimmt wird, und die Aktivmasse der Schüttung B wenigstens ein Multimetalloxid der allgemeinen Formel II
with M 1 = Co, Ni, Mg, Zn, Mn and / or Cu, preferably Co, Ni and / or Mg, particularly preferably Co and / or Ni,
M 2 = W, V, Te, Nb, P, Cr, Fe, Sb, Ce, Sn and / or La, preferably as Sn, W, P, Sb and / or Cr, particularly preferably W, Sn and / or Sb ,
a = 0.5 to 1.5, preferably 0.7 to 1.2, particularly preferably 0.9 to 1.0,
b = 0 to 0.5, preferably <0 to 0.5 and particularly preferably 0.01 to 0.3 and
x = a number which is determined by the valency and frequency of the elements in I other than oxygen, and the active mass of the bed B at least one multimetal oxide of the general formula II

Bia, Mob, Xc 1, Xd 2, X2 3, Xf 4, Xg 5, Xh 6, Ox, (II)
Bi a , Mo b , X c 1 , X d 2 , X 2 3 , X f 4 , X g 5 , X h 6 , O x , (II)

mit
X1 = W, V und/oder Te, vorzugsweise W und/oder V
X2 = Erdalkalimetall, Co, Ni, Zn, Mn, Cu, Cd, Sn und/oder Hg, vorzugsweise Co, Ni, Zn und/oder Cu, besonders bevorzugt Co, Ni und/oder Zn,
X3 = Fe, Cr und/oder Ce, vorzugsweise Fe und/oder Cr,
X4 = P, As, Sb und/oder B, vorzugsweise P und/oder Sb,
X5 = Alkalimetall, Tl und/oder Sm, vorzugsweise K und/oder Na,
X6= seltenes Erdmetall, Ti, Zr, Nb, Ta, Re, Ru, Rh, Ag, Au, Al, Ga, In, Si, Ge, Th und/oder U, vorzugsweise Si, Zr, Al, Ag, Nb und/oder Ti,
a' = 0,01 bis 8, vorzugsweise 0,3 bis 4 und besonders bevorzugt 0,5 bis 2,
b' = 0,1 bis 30, vorzugsweise 0,5 bis 15 und besonders bevorzugt 10 bis 13,
c' = 0 bis 20, vorzugsweise 0,1 bis 10 und besonders bevorzugt 0,5 bis 3,
d' = 0 bis 20, vorzugsweise 2 bis 15 und besonders bevorzugt 3 bis 10,
e' = 0 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 10 und besonders bevorzugt 1 bis 7,
f' = 0 bis 6, vorzugsweise 0 bis 1,
g' = 0 bis 4, vorzugsweise 0,01 bis 1,
h' = 0 bis 15, vorzugsweise 1 bis 15 und
X' = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in II bestimmt wird,
ist und wobei das Reaktionsgasausgangsgemisch aus ≧ 50 Vol.-% Propan, ≧ 15 Vol.-% O2 und 0 bis 35 Vol.-% Inertgas besteht und die Katalysatorschüttungen A, B in der Abfolge erst A, dann B, durch­ strömt.
With
X 1 = W, V and / or Te, preferably W and / or V
X 2 = alkaline earth metal, Co, Ni, Zn, Mn, Cu, Cd, Sn and / or Hg, preferably Co, Ni, Zn and / or Cu, particularly preferably Co, Ni and / or Zn,
X 3 = Fe, Cr and / or Ce, preferably Fe and / or Cr,
X 4 = P, As, Sb and / or B, preferably P and / or Sb,
X 5 = alkali metal, Tl and / or Sm, preferably K and / or Na,
X 6 = rare earth metal, Ti, Zr, Nb, Ta, Re, Ru, Rh, Ag, Au, Al, Ga, In, Si, Ge, Th and / or U, preferably Si, Zr, Al, Ag, Nb and / or Ti,
a '= 0.01 to 8, preferably 0.3 to 4 and particularly preferably 0.5 to 2,
b '= 0.1 to 30, preferably 0.5 to 15 and particularly preferably 10 to 13,
c '= 0 to 20, preferably 0.1 to 10 and particularly preferably 0.5 to 3,
d '= 0 to 20, preferably 2 to 15 and particularly preferably 3 to 10,
e '= 0 to 20, preferably 0.5 to 10 and particularly preferably 1 to 7,
f '= 0 to 6, preferably 0 to 1,
g '= 0 to 4, preferably 0.01 to 1,
h '= 0 to 15, preferably 1 to 15 and
X '= a number which is determined by the valency and frequency of the elements in II other than oxygen,
and where the reaction gas starting mixture consists of ≧ 50% by volume of propane, ≧ 15% by volume of O 2 and 0 to 35% by volume of inert gas and the catalyst beds A, B flow through A, then B, in the sequence.

Bevorzugte Multimetalloxide I sind demnach solche der allgemeinen Formel I'
Preferred multimetal oxides I are therefore those of the general formula I '

[Co, Ni u./o. Mg)a Mo1-b [Sn, W, P, Sb u./o. Cr]b Ox (I'),
[Co, Ni u./o. Mg) a Mo 1-b [Sn, W, P, Sb u./o. Cr] b O x (I '),

mit a = 0,5 bis 1,5, vorzugsweise 0,7 bis 1,2, besonders bevorzugt 0,9 bis 1,0,
b = 0 bis 0,5, vorzugsweise < 0 bis 0,5 und besonders bevorzugt 0,01 bis 0,3 sowie
x eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente I' bestimmt wird.
with a = 0.5 to 1.5, preferably 0.7 to 1.2, particularly preferably 0.9 to 1.0,
b = 0 to 0.5, preferably <0 to 0.5 and particularly preferably 0.01 to 0.3 and
x is a number which is determined by the valency and frequency of the elements I 'other than oxygen.

Besonders bevorzugte Multimetalloxide I sind solche der allgemeinen Formel I''
Particularly preferred multimetal oxides I are those of the general formula I ''

[Co u./o. Ni]a Mo1-b [W, Sn u./o. Sb]bb Ox (I'')
[Co u./o. Ni] a Mo 1-b [W, Sn u./o. Sb] b b O x (I '')

mit den vorstehenden Bedeutungen für a, b und x.with the above meanings for a, b and x.

Bevorzugte Multimetalloxide II sind solche der allgemeinen Formel II'
Preferred multimetal oxides II are those of the general formula II '

Bia', Mob', Wc' [Co, Ni u./o. Zn]d' Fee' [P u./o. Sb]f' [K u./o. Na]g' Xh' 6, Ox' (II'),
Bi a ' , Mo b' , W c ' [Co, Ni u./o. Zn] d ' Fe e' [P u./o. Sb] f ' [K u./o. Na] g ' X h' 6 , O x ' (II'),

wobei X6 und die stöchiometrischen Koeffizienten die Bedeutung gemäß der allgemeinen Formel II besitzen.where X 6 and the stoichiometric coefficients have the meaning according to the general formula II.

Besonders bevorzugte Multimetalloxide II, sind jene mit X6 = Si, Zr, Al, Nb, Ag u./o. Ti, unter denen wiederum jene mit X6 = Si bevorzugt sind.Particularly preferred multimetal oxides II are those with X 6 = Si, Zr, Al, Nb, Ag and / or. Ti, among which those with X 6 = Si are preferred.

Ferner ist es günstig, wenn e' 0,5 bis 10 ist, was insbesondere dann gilt, wenn X6 = Si.Furthermore, it is advantageous if e 'is 0.5 to 10, which is particularly true when X 6 = Si.

Vorgenanntes gilt vor allem dann, wenn die Multimetalloxidmassen II' gemäß der EP-B 575897 hergestellt werden.The above applies especially when the multimetal oxide materials II 'are produced in accordance with EP-B 575897.

Besonders vorteilhafte Katalysatorschüttungspaare A, B sind die Kombinationen I', II' sowie I'', II'. Dies gilt vor allem dann, wenn X6 = Si und e' = 0,5 bis 10.Combinations I ', II' and I '', II 'are particularly advantageous catalyst bed pairs A, B. This is especially true when X 6 = Si and e '= 0.5 to 10.

Mit Vorteil wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Reaktionsgasausgangsgemisch bei einer Temperatur von 325 bis 480 bzw. 450°C, vorzugsweise bei 350 bis 420°C und besonders bevorzugt bei 350 bis 400°C über den aus Katalysatorschüttungen A, B bestehenden Festbettkatalysator geführt. Im Normalfall weisen die Katalysatorschüttungen A, B identische Temperaturen auf.This is advantageous in the method according to the invention Reaction gas starting mixture at a temperature of 325 to 480 or 450 ° C, preferably at 350 to 420 ° C and particularly preferred at 350 to 400 ° C above that from catalyst beds A, B existing fixed bed catalyst. Usually point the catalyst beds A, B have identical temperatures.

Handelt es sich bei dem verwendeten Katalysatorschüttungspaar A, B um eine Kombination I', II' oder I'', II', beträgt die Reaktions­ temperatur in beiden Schüttungen mit Vorteil 350 bis 420, häufig 350 bis 400°C.If the catalyst bed pair A, B used by a combination I ', II' or I '', II ', the reaction is temperature in both fillings with advantage 350 to 420, often 350 to 400 ° C.

Ferner umfaßt das Reaktionsgasausgangsgemisch mit Vorteil ≦30 Vol.-%, vorzugsweise ≦ 20 Vol.-% und besonders bevorzugt ≦ 10 Vol.-% bzw. ≦ 5 Vol.-% Inertgas. Selbstverständlich kann das Reaktionsgasausgangsgemisch auch kein Inertgas umfassen. Unter Inertgas werden hier solche Gase verstanden, deren Umsatz beim Durchgang durch den erfindungsgemäß zu verwendenden Festbett­ katalysator ≦ 5 mol-% beträgt. Als Inertgas kommen z. B. H2O, CO2, CO, N2 und/oder Edelgase in Betracht.Furthermore, the reaction gas starting mixture advantageously comprises ≦ 30% by volume, preferably ≦ 20% by volume and particularly preferably ≦ 10% by volume or ≦ 5% by volume of inert gas. Of course, the reaction gas starting mixture can also comprise no inert gas. Inert gas is understood here to mean those gases whose conversion when passing through the fixed bed catalyst to be used according to the invention is ≦ 5 mol%. As an inert gas z. B. H 2 O, CO 2 , CO, N 2 and / or noble gases.

Weiterhin enthält das Reaktionsgasausgangsgemisch zweckmäßig ≧60 Vol.-%, oder ≧ 70 Vol.-%, oder ≧ 80 Vol.-% Propan. Generell liegt der Propangehalt des erfindungsgemäß einzusetzenden Reaktionsgasausgangsgemisches bei ≦ 85 Vol.-%, häufig bei ≦ 83 oder ≦ 82 oder ≦ 81 oder ≦ 80 Vol.-%. Der Gehalt des Reaktionsgas­ ausgangsgemisches an molekularem Sauerstoff kann beim erfindungs­ gemäßen Verfahren bis zu 35 Vol.-% betragen. Mit Vorteil liegt er bei wenigstens 20 Vol.-% oder bei wenigstens 25 Vol.-%. Erfindungsgemäß günstige Reaktionsgasausgangsgemische enthalten ≧ 65 Vol.-% und ≦ 85 Vol.-% Propan sowie ≧ 15 Vol.-% und ≦ 35 Vol.-% molekularen Sauerstoff. Erfindungsgemäß von Vorteil (im Hinblick auf Selektivität und Umsatz) ist, wenn das Molverhältnis von Propan zu molekularem Sauerstoff im Reaktionsausgangsgemisch < 5 : 1, bevorzugt ≦ 4,75 : 1, besser ≦ 4,5 : 1 und besonders bevorzugt ≦4 : 1 beträgt. In der Regel wird vorgenanntes Verhältnis ≧ 1 : 1 bzw. ≧ 2 : 1 betragen.The reaction gas starting mixture furthermore advantageously contains ≧ 60% by volume, or ≧ 70% by volume, or ≧ 80% by volume of propane. As a general rule is the propane content of the one to be used according to the invention Reaction gas starting mixture at ≦ 85 vol .-%, often at ≦ 83 or ≦ 82 or ≦ 81 or ≦ 80 vol .-%. The content of the reaction gas starting mixture of molecular oxygen can in the invention according to methods up to 35 vol .-%. It lies with advantage at least 20% by volume or at least 25% by volume. Favorable reaction gas starting mixtures according to the invention ≧ 65 vol .-% and ≦ 85 vol .-% propane as well as ≧ 15 vol .-% and ≦ 35 vol .-% molecular oxygen. According to the invention advantageous (with regard on selectivity and conversion) when the molar ratio of Propane to molecular oxygen in the initial reaction mixture <5: 1, preferably ≦ 4.75: 1, better ≦ 4.5: 1 and particularly preferred ≦ 4: 1. As a rule, the aforementioned ratio ≧ 1: 1 or ≧ 2: 1.

Prinzipiell können erfindungsgemäß geeignete Aktivmassen I in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß man von geeigne­ ten Quellen ihrer elementaren Konstituenten ein möglichst inni­ ges, vorzugsweise feinteiliges, ihrer Stöchiometrie entsprechend zusammengesetztes, Trockengemisch erzeugt und diese bei Tempera­ turen von 450 bis 1000°C calciniert. Die Calcination kann sowohl unter Inertgas als auch unter einer oxidativen Atmosphäre wie z. B. Luft (Gemisch aus Inertgas und Sauerstoff) sowie auch unter reduzierender Atmosphäre (z. B. Gemisch aus Inertgas, Sauerstoff und NH31 CO und/oder H2) erfolgen. Die Calcinationsdauer kann ei­ nige Minuten bis einige Stunden betragen und nimmt üblicherweise mit der Temperatur ab. Als Quellen für die elementaren Konstitu­ enten der Multimetalloxidaktivmassen I kommen solche Verbindungen in Betracht, bei denen es sich bereits um Oxide handelt und/oder solche Verbindungen, die durch Erhitzen, wenigstens in Anwesen­ heit von Sauerstoff, in Oxide überführbar sind.In principle, active compositions I which are suitable according to the invention can be prepared in a simple manner by producing an innermost, preferably finely divided, stoichiometrically composed dry mixture of suitable sources of their elemental constituents, and calcining them at temperatures of 450 to 1000 ° C. The calcination can be carried out both under inert gas and under an oxidative atmosphere such as e.g. B. air (mixture of inert gas and oxygen) and also under a reducing atmosphere (z. B. mixture of inert gas, oxygen and NH 31 CO and / or H 2 ). The calcination time can be a few minutes to a few hours and usually decreases with temperature. Suitable sources for the elementary constituents of the multimetal oxide active compositions I are those compounds which are already oxides and / or those compounds which can be converted into oxides by heating, at least in the presence of oxygen.

Neben den Oxiden kommen als solche Ausgangsverbindungen vor allem Halogenide, Nitrate, Formiate, Oxalate, Citrate, Acetate, Carbonate, Aminkomplexsalze, Ammonium-Salze und/oder Hydroxide in Betracht (Verbindungen wie NH4OH, (NH4)2CO3, NH4NO3, NH4CHO2, CH3COOH, NH4CH3CO2 und/oder Ammoniumoxalat, die spätestens beim späteren Calcinieren zu vollständig gasförmig entweichenden Verbindungen zerfallen und/oder zersetzt werden können, können in das innige Trockengemisch zusätzlich eingearbeitet werden). Das innige Vermischen der Ausgangsverbindungen zur Herstellung von Multimetalloxidmassen I kann in trockener oder in nasser Form erfolgen. Erfolgt es in trockener Form, so werden die Ausgangs­ verbindungen zweckmäßigerweise als feinteilige Pulver eingesetzt und nach dem Mischen und gegebenenfalls Verdichten der Calci­ nierung unterworfen. Vorzugsweise erfolgt das innige Vermischen jedoch in nasser Form. Üblicherweise werden dabei die Ausgangs­ verbindungen in Form einer wäßrigen Lösung und/oder Suspension miteinander vermischt. Besonders innige Trockengemische werden beim beschriebenen Trockenverfahren dann erhalten, wenn aus­ schließlich von in gelöster Form vorliegenden Quellen der elemen­ taren Konstituenten ausgegangen wird. Als Lösungsmittel wird bevorzugt Wasser eingesetzt. Anschließend wird die erhaltene wäßrige Masse getrocknet, wobei der Trocknungsprozeß vorzugsweise durch Sprühtrocknung der wäßrigen Mischung mit Austritts­ temperaturen von 100 bis 150°C erfolgt. Besonders geeignete Ausgangsverbindungen des Mo, V, W und Nb sind deren Oxover­ bindungen (Molybdate, Vanadate, Wolframate und Niobate) bzw. die von diesen abgeleiteten Säuren. Dies gilt insbesondere für die entsprechenden Ammoniumverbindungen (Ammoniummolybdat , Ammonium­ vanadat, Ammoniumwolframat).In addition to the oxides, such starting compounds are in particular halides, nitrates, formates, oxalates, citrates, acetates, carbonates, amine complex salts, ammonium salts and / or hydroxides (compounds such as NH 4 OH, (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 4 NO 3 , NH 4 CHO 2 , CH 3 COOH, NH 4 CH 3 CO 2 and / or ammonium oxalate, which can decompose and / or decompose to form completely gaseous compounds at the latest during later calcination, can also be incorporated into the intimate dry mixture ). The intimate mixing of the starting compounds for the production of multimetal oxide masses I can take place in dry or in wet form. If it is done in dry form, the starting compounds are expediently used as finely divided powders and, after mixing and, if appropriate, compressing, are subjected to the calcination. However, the intimate mixing is preferably carried out in wet form. Usually, the starting compounds are mixed together in the form of an aqueous solution and / or suspension. Particularly intimate dry mixtures are obtained in the described dry process if it is assumed that the elemental constituents are present in dissolved form. Water is preferably used as the solvent. The aqueous mass obtained is then dried, the drying process preferably being carried out by spray drying the aqueous mixture at exit temperatures of 100 to 150 ° C. Particularly suitable starting compounds of Mo, V, W and Nb are their oxo compounds (molybdates, vanadates, tungstates and niobates) and the acids derived from them. This applies in particular to the corresponding ammonium compounds (ammonium molybdate, ammonium vanadate, ammonium tungstate).

Die Multimetalloxidmassen I können für das erfindungsgemäße Ver­ fahren sowohl in Pulverform als auch zu bestimmten Katalysator­ geometrien geformt eingesetzt werden, wobei die Formgebung vor oder nach der abschließenden Calcination erfolgen kann. Bei­ spielsweise können aus der Pulverform der Aktivmasse oder ihrer uncalcinierten Vorläufermasse durch Verdichten zur gewünschten Katalysatorgeometrie (z. B. durch Tablettieren, Extrudieren oder Strangpressen) Vollkatalysatoren hergestellt werden, wobei gegebenenfalls Hilfsmittel wie z. B. Graphit oder Sterinsäure als Gleitmittel und/oder Formhilfsmittel und Verstärkungsmittel wie Mikrofasern aus Glas, Asbest, Siliciumcarbid oder Kaliumtitanol zugesetzt werden können. Geeignete Vollkatalysatorgeometrien sind z. B. Vollzylinder oder Hohlzylinder mit einem Außendurchmesser und einer Länge von 2 bis 10 mm. Im Fall der Hohlzylinder ist eine Wandstärke von 1 bis 3 mm zweckmäßig. Selbstverständlich kann der Vollkatalysator auch Kugelgeometrie aufweisen, wobei der Kugeldurchmesser 2 bis 10 mm betragen kann.The multimetal oxide masses I can for the inventive Ver drive both in powder form and to certain catalyst geometries shaped are used, the shaping before or after the final calcination. At for example, from the powder form of the active material or its uncalcined precursor mass by compression to the desired Catalyst geometry (e.g. by tableting, extruding or Extrusion) full catalysts are produced, wherein optionally aids such. B. graphite or steric acid as Lubricants and / or molding aids and reinforcing agents such as Microfibers made of glass, asbestos, silicon carbide or potassium titanium can be added. Suitable all-catalyst geometries are e.g. B. solid cylinder or hollow cylinder with an outer diameter and a length of 2 to 10 mm. In the case of the hollow cylinder a wall thickness of 1 to 3 mm is appropriate. Of course the unsupported catalyst can also have spherical geometry, wherein the ball diameter can be 2 to 10 mm.

Selbstverständlich kann die Formgebung der pulverförmigen Aktivmasse oder ihrer pulverförmigen, noch nicht calcinierten, Vorläufermasse auch durch Aufbringen auf vorgeformte inerte Katalysatorträger erfolgen. Die Beschichtung der Trägerkörper zur Herstellung der Schalenkatalysatoren wird in der Regel in einem geeigneten drehbaren Behälter ausgeführt, wie er z. B. aus der DE-A 2909671 oder aus der EP-A 293859 bekannt ist. Zweckmäßiger­ weise kann zur Beschichtung der Trägerkörper die aufzubringende Pulvermasse befeuchtet und nach dem Aufbringen, z. B. mittels heißer Luft, wieder getrocknet werden. Die Schichtdicke der auf den Trägerkörper aufgebrachten Pulvermasse wird zweckmäßigerweise im Bereich 50 bis 500 µm, bevorzugt im Bereich 150 bis 250 µm liegend, gewählt.Of course, the shape of the powder Active composition or its powdery, not yet calcined, Precursor mass also by applying to preformed inert Catalyst carrier take place. The coating of the carrier body for Manufacture of the shell catalysts is usually in one suitable rotatable container executed, as z. B. from the DE-A 2909671 or EP-A 293859 is known. More appropriate way can be used to coat the carrier body Powder mass moistened and after application, e.g. B. means  hot air to be dried again. The layer thickness of the powder mass applied to the carrier body is expedient in the range from 50 to 500 μm, preferably in the range from 150 to 250 μm lying, chosen.

Als Trägermaterialien können dabei übliche poröse oder unporöse Aluminiumoxide, Siliciumdioxid, Thoriumdioxid, Zirkondioxid, Siliciumcarbid oder Silicate wie Magnesium- oder Aluminiumsilikat verwendet werden. Die Trägerkörper können regelmäßig oder unre­ gelmäßig geformt sein, wobei regelmäßig geformte Trägerkörper mit deutlich ausgebildeter Oberflächenrauhigkeit, z. B. Kugeln oder Hohlzylinder, bevorzugt werden. Geeignet ist die Verwendung von im wesentlichen unporösen, oberflächenrauhen, kugelförmigen Trägern aus Steatit, deren Durchmesser 1 bis 8 mm, bevorzugt 4 bis 5 mm beträgt.Usual porous or non-porous can be used as carrier materials Aluminum oxides, silicon dioxide, thorium dioxide, zirconium dioxide, Silicon carbide or silicates such as magnesium or aluminum silicate be used. The carrier bodies can be regular or irregular be shaped like a gel, with regularly shaped carrier bodies with clearly formed surface roughness, e.g. B. balls or Hollow cylinders are preferred. The use of essentially non-porous, rough, spherical Carriers made of steatite, the diameter of 1 to 8 mm, preferred 4 to 5 mm.

Bezüglich der Herstellung der Multimetalloxidmassen II gilt das für die Multimetalloxidmassen I Gesagte. Allerdings beträgt die angewandte Calcinationstemperatur in der Regel 350 bis 650°C. Besonders bevorzugte Multimetalloxidmassen II sind die in der EP-B 575897 offenbarten Multimetalloxidmassen I, insbesondere deren bevorzugte Ausführungsvarianten. Sie sind dadurch charak­ terisiert, daß zunächst aus Teilmengen der elementaren Konsti­ tuenten Multimetalloxide vorgebildet und im weiteren Her­ stellungsverlauf als Elementquelle eingesetzt werden.This applies to the production of multimetal oxide materials II for the multimetal oxide masses I said. However, that is Calcination temperature usually used 350 to 650 ° C. Particularly preferred multimetal oxide compositions II are those in the EP-B 575897 disclosed multimetal oxide compositions I, in particular their preferred versions. This makes you charak terized that initially from subsets of the elementary constants tuenten multimetal oxides pre-formed and further position history can be used as an element source.

In anwendungstechnisch zweckmäßiger Weise erfolgt die Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Rohrbündelreaktoren wie sie z. B. in der EP-A 700893 und in der EP-A 700714 beschrie­ ben sind. In den Metallrohren (in der Regel aus Edelstahl) befin­ det sich der erfindungsgemäß zu verwendende Festbettkatalysator und um die Metallrohre wird ein Temperiermedium, in der Regel eine Salzschmelze, geführt. D.h., in einfachster Weise enthält jedes Reaktionsrohr die beiden erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatorschüttungen A, B unmittelbar aufeinander folgend angeordnet. Das Verhältnis der Schüttvolumina der beiden Katalysatorschüttungen A, B beträgt erfindungsgemäß vorteilhaft 1 : 10 bis 10 : 1, vorzugsweise 1 : 5 bis 5 : 1 und besonders bevorzugt 1 : 2 bis 2 : 1, häufig 1 : 1. Der Reaktionsdruck beträgt im allge­ meinen ≧ 0,5 bar. Im Regelfall wird der Reaktionsdruck 100 bar nicht überschreiten, d. h. ≧ 0,5 bis 100 bar betragen. Zweckmäßig beträgt Reaktionsdruck häufig < 1 bis 50 bzw. < 1 bis 20 bar. Bevorzugt liegt der Reaktionsdruck bei ≧ 1,25 bzw. ≧ 1,5 oder ≧ 1,75 bzw. ≧ 2 bar. Häufig wird dabei die Obergrenze von 10 bzw. 20 bar nicht überschritten. Selbstverständlich kann der Reaktionsdruck auch 1 bar betragen (vorstehende Aussagen bezüglich des Reak­ tionsdruckes gelten für das erfindungsgemäße Verfahren ganz generell). Ferner wird die Belastung mit Vorteil so gewählt, daß die Verweilzeit des Reaktionsgasgemisches über die beiden Katalysatorschüttungen A, B 0,5 bis 20 sec, bevorzugt 1 bis 10 sec, besonders bevorzugt 1 bis 4 sec und häufig 3 sec beträgt. Im Produktgemisch des erfindungsgemäßen Verfahrens enthaltenes Propan und/oder Propen kann abgetrennt und in die erfindungs­ gemäße Gasphasenoxidation rückgeführt werden. Ferner kann sich an das erfindungsgemäße Verfahren eine weitere heterogen kata­ lysierte Oxidationsstufe anschließen, wie sie für die heterogen katalysierte Gasphasenoxidation von Acrolein zu Acrylsäure be­ kannt sind, in die das Produktgemisch des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens, gegebenenfalls unter Zusatz von weiterem molekularem Sauerstoff, überführt wird. Im Anschluß daran kann wiederum noch nicht umgesetztes Propan, Propen und/oder Acrolein abgetrennt und in die Gasphasenoxidationen rückgeführt werden.The through takes place in an expedient manner in terms of application technology implementation of the method according to the invention in tube bundle reactors as they e.g. B. in EP-A 700893 and in EP-A 700714 ben are. Located in the metal pipes (usually made of stainless steel) is the fixed bed catalyst to be used according to the invention and a tempering medium is usually around the metal pipes a molten salt. That is, in the simplest way each reaction tube, the two to be used according to the invention Catalyst beds A, B in immediate succession arranged. The ratio of the bulk volumes of the two Catalyst beds A, B are advantageous according to the invention 1:10 to 10: 1, preferably 1: 5 to 5: 1 and particularly preferred 1: 2 to 2: 1, often 1: 1. The reaction pressure is generally mean ≧ 0.5 bar. As a rule, the reaction pressure becomes 100 bar do not exceed d. H. ≧ 0.5 to 100 bar. Appropriately reaction pressure is often <1 to 50 or <1 to 20 bar. The reaction pressure is preferably ≧ 1.25 or ≧ 1.5 or ≧ 1.75 or ≧ 2 bar. The upper limit of 10 or 20 bar is often used not exceeded. Of course, the reaction pressure also be 1 bar (the above statements regarding the reac tion pressure apply entirely to the inventive method  As a general rule). Furthermore, the load is advantageously chosen so that the residence time of the reaction gas mixture over the two Catalyst beds A, B 0.5 to 20 sec, preferably 1 to 10 sec, particularly preferably 1 to 4 sec and often 3 sec. Contained in the product mixture of the process according to the invention Propane and / or propene can be separated and used in the invention appropriate gas phase oxidation are recycled. Furthermore, can another heterogeneous kata to the method according to the invention Connect lysed oxidation stage, as for the heterogeneous Catalyzed gas phase oxidation of acrolein to acrylic acid are known, in which the product mixture of the Ver driving, possibly with the addition of further molecular Oxygen, is transferred. After that, again unreacted propane, propene and / or acrolein separated and be returned to the gas phase oxidations.

Die Abtrennung des gebildeten Acrolein und/oder Acrylsäure aus den Produktgasgemischen kann in an sich bekannter Weise erfolgen. In der Regel beträgt der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren er­ zielte Propanumsatz ≧ 5 mol%, bzw. ≧ 7,5 mol-%. Normalerweise wer­ den jedoch keine Propanumsätze ≧ 20 mol-% erzielt. Das erfindungs­ gemäße Verfahren eignet sich insbesondere für eine kontinuier­ liche Durchführung. Bei Bedarf kann auf der Höhe der Katalysator­ schüttung B noch zusätzlicher molekularer Sauerstoff zugedüst werden. Im übrigen sind in dieser Schrift Umsatz, Selektivität und Verweilzeit, falls nichts anderes erwähnt wird, wie folgt definiert:
The acrolein and / or acrylic acid formed can be separated off from the product gas mixtures in a manner known per se. As a rule, the propane conversion achieved with the method according to the invention is ≧ 5 mol% or ≧ 7.5 mol%. Usually, however, no propane conversions ≧ 20 mol% are achieved. The method according to the invention is particularly suitable for a continuous implementation. If necessary, additional molecular oxygen can be injected at the level of the catalyst bed B. Incidentally, in this document turnover, selectivity and residence time, unless otherwise stated, are defined as follows:

BeispieleExamples Beispiel 1example 1 a) Herstellung einer Multimetalloxidmasse Ia) Production of a multimetal oxide mass I

In 1,2 kg Wasser wurden bei 80°C 292,4 g Ammoniumheptamolybdat (81,5 Gew.-% MoO3) gelöst und zu der resultierenden Lösung 742,4 g wäßrige Cobaltnitratlösung (auf die Lösung bezogen 12,5 Gew.-% Co) zugegeben. Die entstandene Lösung wurde unter Rühren auf dem Wasserbad bei 100°C eingedampft, bis eine pastöse Masse entstanden war. Diese wurde in einem Trockenschrank 16 h bei 110°C getrocknet und anschließend in einem luftdurchströmten Muffelofen (60 l Innenvolumen, Luftdurchsatz 500 l/h) wie folgt calciniert: Zu­ nächst wurde mit einer Aufheizrate von 120°C/h von Raumtemperatur (25°C) auf 300°C aufgeheizt. Anschließend wurde die Temperatur von 300°C während 3 h aufrechterhalten und danach wurde mit einer Aufheizrate von 125°C/h die Calcinationstemperatur von 300 auf 550°C erhöht. Diese Temperatur wurde anschließend während 6 h auf­ rechterhalten. Das so erhaltene Multimetalloxid wurde zerkleinert und als katalytisch aktive Multimetalloxidmasse I der Stöchio­ metrie Mo1Co0,95Ox die Kornfraktion mit einem Korngrößtdurchmesser von 0,6 bis 1,2 mm durch Sieben abgetrennt.292.4 g of ammonium heptamolybdate (81.5% by weight of MoO 3 ) were dissolved in 1.2 kg of water at 80 ° C., and 742.4 g of aqueous cobalt nitrate solution (based on the solution, 12.5% by weight) were added to the resulting solution. % Co) added. The resulting solution was evaporated with stirring on a water bath at 100 ° C. until a pasty mass had formed. This was dried in a drying cabinet at 110 ° C for 16 h and then calcined in an air-flow muffle furnace (60 l internal volume, air flow rate 500 l / h) as follows: First, at a heating rate of 120 ° C / h from room temperature (25 ° C) heated to 300 ° C. The temperature was then maintained at 300 ° C. for 3 hours and then the calcination temperature was increased from 300 to 550 ° C. at a heating rate of 125 ° C./h. This temperature was then maintained for 6 hours. The multimetal oxide thus obtained was comminuted and, as the catalytically active multimetal oxide mass I of stoichiometry Mo 1 Co 0.95 O x, the grain fraction with a grain size diameter of 0.6 to 1.2 mm was separated off by sieving.

b) Herstellung einer Multimetalloxidmasse IIb) Production of a multimetal oxide mass II 1. Herstellung einer Ausgangsmasse1. Production of a starting mass

50 kg einer Lösung von Bi(NO3)3 in wäßriger Salpetersäure (11 Gew.-% Bi, 6,4 Gew.-% HNO3, jeweils auf die Lösung bezogen) wurde mit 13,7 kg Ammoniumparawolframat (89 Gew.-% WO3) versetzt und 1 h bei 50°C gerührt. Die erhaltene Suspension wurde sprüh­ getrocknet und 2 h bei 750°C calciniert. Das so erhaltene vorge­ bildete calcinierte Mischoxid wurde gemahlen und die Kornfraktion 1 µm ≦ d ≦ 5 µm (d = Korngrößtdurchmesser) ausklassiert. Anschlie­ ßend wurde die Kornfraktion mit 1% ihres Gewichtes an fein­ teiligem (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 28 nm) SiO2 vermengt.50 kg of a solution of Bi (NO 3 ) 3 in aqueous nitric acid (11% by weight Bi, 6.4% by weight HNO 3 , based in each case on the solution) was mixed with 13.7 kg ammonium paratungstate (89% by weight). % WO 3 ) was added and the mixture was stirred at 50 ° C. for 1 h. The suspension obtained was spray dried and calcined at 750 ° C. for 2 hours. The pre-formed calcined mixed oxide thus obtained was ground and the particle size fraction 1 μm ≦ d ≦ 5 μm (d = particle size diameter) was classified. The grain fraction was then mixed with 1% of its weight of finely divided (number-average size 28 nm) SiO 2 .

2. Herstellung einer Ausgangsmasse 22. Production of a starting mass 2

In 104,6 kg Co-Nitratlösung (12,5 Gew.-% Co auf die Lösung bezogen) wurden 48,9 kg Fe(NO3)3 gelöst. Die resultierende Lösung wurde zu einer Lösung von 85,5 kg Ammoniumheptamolybdat (81,5 Gew.-% MoO3) in 240 1 Wasser gegeben. Das resultierende Gemisch wurde mit 7,8 kg einer 20% ihres Gewichtes kolloidales SiO2 enthaltenden wäßrigen Mischung und 377 g einer 48 Gew.-% KOH enthaltenden wäßrigen Lösung versetzt. Anschließend wurde 3 h gerührt und die dabei resultierende wäßrige Suspension zur Ausgangsmasse 2 sprühgetrocknet.48.9 kg of Fe (NO 3 ) 3 were dissolved in 104.6 kg of Co nitrate solution (12.5% by weight of Co based on the solution). The resulting solution was added to a solution of 85.5 kg of ammonium heptamolybdate (81.5% by weight of MoO 3 ) in 240 l of water. The resulting mixture was mixed with 7.8 kg of an aqueous mixture containing 20% by weight of colloidal SiO 2 and 377 g of an aqueous solution containing 48% by weight of KOH. The mixture was then stirred for 3 hours and the resulting aqueous suspension was spray-dried to give starting material 2.

3. Herstellung des Multimetalloxids II3. Production of the multimetal oxide II

Die Ausgangsmasse 1 wurde mit der Ausgangsmasse 2 in der für ein Multimetalloxid II der Stöchiometrie
The starting mass 1 was compared with the starting mass 2 for a multimetal oxide II of stoichiometry

Mo12W2Bi1Co5,5Fe3Si1,6K0,08Ox'
Mo 12 W 2 Bi 1 Co 5.5 Fe 3 Si 1.6 K 0.08 O x '

erforderlichen Menge vermischt und zu Hohlzylindern mit 3 mm Länge, 5 mm Außendurchmesser und 1,5 mm-Wandstärke verpreßt und anschließend wie folgt calciniert. Die Calcination erfolgte im Luft durchströmten Muffelofen (60 l Innenvolumen, 1 l/h Luft pro Gramm Katalysatorvorläufermasse). Mit einer Aufheizrate von 180°C/h wurde zunächst von Raumtemperatur (25°C) auf 190°C auf­ geheizt. Diese Temperatur wurde für 1 h aufrechterhalten und dann mit einer Aufheizrate von 60°C/h auf 220°C erhöht. Die 220°C wurden wiederum während 2 h aufrechterhalten, bevor sie mit einer Aufheizrate von 60°C/h auf 260°C erhöht wurde. Die 260°C wurden anschließend während 1 h aufrechterhalten. Danach wurde zunächst auf Raumtemperatur abgekühlt und damit die Zersetzungsphase im wesentlichen abgeschlossen. Dann wurde mit einer Aufheizrate von 180°C/h auf 465°C erhitzt und diese Calcinationstemperatur während 4 h aufrechterhalten. 200 g der resultierenden Aktivmasse wurden zerkleinert und die Kornfraktion 0,6 bis 1,2 mm als Multimetalloxidaktivmasse II ausgesiebt.required quantity mixed and to hollow cylinders with 3 mm Length, 5 mm outer diameter and 1.5 mm wall thickness and pressed then calcined as follows. The calcination took place in Air flowing through the muffle furnace (60 l internal volume, 1 l / h air per gram of catalyst precursor mass). With a heating rate of 180 ° C / h was first from room temperature (25 ° C) to 190 ° C heated. This temperature was maintained for 1 h and then increased to 220 ° C with a heating rate of 60 ° C / h. The 220 ° C were again maintained for 2 h before using a Heating rate increased from 60 ° C / h to 260 ° C. The 260 ° C were then maintain for 1 h. After that was first cooled to room temperature and thus the decomposition phase in essentially completed. Then with a heating rate of Heated to 180 ° C / h at 465 ° C and this calcination temperature during Maintain for 4 hours. 200 g of the resulting active mass were crushed and the Grain fraction 0.6 to 1.2 mm as multimetal oxide active material II sifted out.

c) Gasphasenkatalytische Oxidation von Propanc) Gas phase catalytic oxidation of propane

Ein Reaktionsrohr (V2A Stahl; 2,5 cm Wandstärke; 8,5 mm Innen­ durchmesser; elektrisch beheizt) der Länge 1,4 m wurde von unten nach oben auf einem Kontaktstuhl (7 cm Länge) zunächst auf einer Länge von 13 cm mit Quarzsplitt (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) und anschließend auf einer Länge von 42,5 cm mit der Multimetalloxidaktivmasse II sowie daran anschließend auf einer Länge von 42,5 cm mit der Multimetalloxidaktivmasse I beschickt, bevor die Beschickung auf einer Länge von 13 cm mit Quarzsplitt (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) abgeschlossen wurde. A reaction tube (V2A steel; 2.5 cm wall thickness; 8.5 mm inside diameter; electrically heated) the length of 1.4 m was from below up on a contact chair (7 cm long) first on a Length of 13 cm with quartz chips (number-average size diameter 1 to 2 mm) and then over a length of 42.5 cm with the Multimetal oxide active material II and then on a Length of 42.5 cm loaded with the multimetal oxide active material I, before loading with a length of 13 cm with quartz chips (number average size diameter 1 to 2 mm) completed has been.  

Das wie vorstehend beschickte Reaktionsrohr wurde auf seiner gesamten Länge auf 430°C aufgeheizt und dann mit 56 Nl/h einer Reaktionsgasausgangsmischung aus 80 Vol-% Propan und 20 Vol-% Sauerstoff von oben nach unten beschickt.The reaction tube charged as above was on his entire length heated to 430 ° C and then with 56 Nl / h Reaction gas starting mixture of 80 vol% propane and 20 vol% Feeded oxygen from top to bottom.

Bei einfachem Durchgang wurde ein Produktgasgemisch erhalten, das nachfolgende Charakteristik aufwies:
Propanumsatz: 10 mol-%
Selektivität der Acroleinbildung: 59 mol-%
Selektivität der Acrylsäurebildung: 14 mol-%
Selektivität der Propenbildung: 3 mol-%
In a single pass, a product gas mixture was obtained which had the following characteristics:
Propane conversion: 10 mol%
Selectivity of acrolein formation: 59 mol%
Selectivity of acrylic acid formation: 14 mol%
Selectivity of propene formation: 3 mol%

Beispiel 2Example 2 a) Herstellung einer Multimetalloxidmasse Ia) Production of a multimetal oxide mass I

Die Herstellung der Multimetalloxidmasse I erfolgte wie in Bei­ spiel 1a), die abschließende Calcinationstemperatur betrug jedoch 560°C anstelle von 550°C.The multimetal oxide mass I was prepared as in Bei game 1a), but the final calcination temperature was 560 ° C instead of 550 ° C.

b) Herstellung einer Multimetalloxidmasse IIb) Production of a multimetal oxide mass II

Die Herstellung der Multimetalloxidmasse II erfolgte wie in Bei­ spiel 1b).The multimetal oxide mass II was prepared as in Bei game 1b).

c) Gasphasenkatalytische Oxidation von Propanc) Gas phase catalytic oxidation of propane

Ein Reaktionsrohr (V2A Stahl; 2,5 cm Wandstärke; 8,5 mm Innen­ durchmesser; elektrisch beheizt) der Länge 1,4 m wurde von unten nach oben auf einem Kontaktstuhl (7 cm Länge) zunächst auf einer Länge von 18 cm mit Quarzsplitt (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) und anschließend auf einer Länge von 42,5 cm mit der Multimetalloxidaktivmasse II sowie daran anschließend auf einer Länge von 42,5 cm mit der Multimetalloxidaktivmasse I beschickt, bevor die Beschickung auf einer Länge von 30 cm mit Quarzsplitt (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) abgeschlossen wurde.A reaction tube (V2A steel; 2.5 cm wall thickness; 8.5 mm inside diameter; electrically heated) the length of 1.4 m was from below up on a contact chair (7 cm long) first on a Length of 18 cm with quartz chips (number-average size diameter 1 to 2 mm) and then over a length of 42.5 cm with the Multimetal oxide active material II and then on a Length of 42.5 cm loaded with the multimetal oxide active material I, before loading with a length of 30 cm with quartz chips (number average size diameter 1 to 2 mm) completed has been.

Das wie vorstehend beschickte Reaktionsrohr wurde auf seiner gesamten Länge auf 415°C aufgeheizt und dann mit 56 Nl/h einer Reaktionsgasausgangsmischung aus 80 Vol-% Propan und 20 vol-% Sauerstoff von oben nach unten beschickt. Der Druck am Reaktions­ rohreingang betrug 1,68 bar (absolut). Der Druckabfall längs des Reaktionsrohres betrug 0,27 bar. The reaction tube charged as above was on his entire length heated to 415 ° C and then with 56 Nl / h Reaction gas starting mixture of 80 vol% propane and 20 vol% Feeded oxygen from top to bottom. The pressure on the reaction pipe inlet was 1.68 bar (absolute). The pressure drop along the Reaction tube was 0.27 bar.  

Bei einfachem Durchgang wurde ein Produktgasgemisch erhalten, das nachfolgende Charakteristik aufwies:
Propanumsatz: 11,5 mol-%
Selektivität der Acroleinbildung: 66 mol-%
Selektivität der Acrylsäurebildung: 10 mol-%
Selektivität der Propenbildung: 2 mol-%
In a single pass, a product gas mixture was obtained which had the following characteristics:
Propane conversion: 11.5 mol%
Selectivity of acrolein formation: 66 mol%
Selectivity of acrylic acid formation: 10 mol%
Selectivity of propene formation: 2 mol%

Beispiel 3Example 3 a) Herstellung einer Multimetalloxidmasse Ia) Production of a multimetal oxide mass I

In 3,6 kg Wasser wurden bei 45°C 877,2 g Ammoniumheptamolybdat (81,5 Gew.-% MoO3) gelöst und zu der resultierenden Lösung 2227,2 g wäßrige Cobaltnitratlösung (auf die Lösung bezogen 12,5 Gew.-% Co) zugegeben.877.2 g of ammonium heptamolybdate (81.5% by weight of MoO 3 ) were dissolved in 3.6 kg of water at 45 ° C., and 2227.2 g of aqueous cobalt nitrate solution (based on the solution, 12.5% by weight) were added to the resulting solution. % Co) added.

Die entstandene klare, rotgefärbte Lösung wurde in einem Sprüh­ trockner der Fa. Niro bei einer Eingangstemperatur von 330 bis 340°C und einer Ausgangstemperatur von 110°C sprühgetrocknet (A/S Niro Atomizer transportable Minor-Anlage). 450 g des erhaltenen Sprühpulvers wurden während 40 min mit 75 ml H2O verknetet (1-l- Kneter vom Typ Sigmaschaufel-Kneter der Fa. Werner & Pfleiderer) und in einem Umlufttrockenschrank 16 h bei 110°C getrocknet. Anschließend wurde das getrocknete Pulver in einem von Luft durchströmten, rotierenden (15 Umdrehungen/min) Quarzrundkolben (Innenvolumen: 2 l, Luftdurchsatz: konstant 250 l/h) wie folgt calciniert (Klappofenbeheizung):
Zunächst wurde mit einer Aufheizrate von 180°C/h von Raumtempera­ tur (25°C) auf 225°C aufgeheizt. Anschließend wurde die Temperatur von 225°C während 0,5 h aufrechterhalten und danach wurde mit einer Aufheizrate von 60°C/h die Calcinationstemperatur von 225°C auf 300°C erhöht. Diese Temperatur wurde anschließend während 3 h aufrechterhalten. Danach wurde mit einer Aufheizrate von 125°C/h die Calcinationstemperatur von 300 auf 550°C erhöht. Diese Temperatur wurde anschließend während 6 h aufrechterhalten.
The resulting clear, red-colored solution was spray-dried in a spray dryer from Niro at an inlet temperature of 330 to 340 ° C and an outlet temperature of 110 ° C (A / S Niro Atomizer portable minor system). 450 g of the spray powder obtained were kneaded for 40 min with 75 ml of H 2 O (1-liter kneader of the Sigma blade kneader type from Werner & Pfleiderer) and dried in a forced-air drying cabinet at 110 ° C. for 16 h. The dried powder was then calcined in a rotating (15 revolutions / min) quartz round bottom flask (internal volume: 2 l, air throughput: constant 250 l / h) as follows (folding oven heating):
Initially, the temperature was raised from room temperature (25 ° C) to 225 ° C at a heating rate of 180 ° C / h. The temperature was then maintained at 225 ° C. for 0.5 h and then the calcination temperature was increased from 225 ° C. to 300 ° C. with a heating rate of 60 ° C./h. This temperature was then maintained for 3 hours. The calcination temperature was then increased from 300 to 550 ° C. at a heating rate of 125 ° C./h. This temperature was then maintained for 6 hours.

Das so erhaltene Multimetalloxid wurde zerkleinert und als kata­ lytisch aktive Multimetalloxidmasse I der Stöchiometrie Mo1Co0,95Ox die Kornfraktion mit einem Korngrößtdurchmesser von 0,6 bis 1,2 mm durch Sieben abgetrennt. The multimetal oxide thus obtained was comminuted and the grain fraction with a grain size diameter of 0.6 to 1.2 mm was separated by sieving as catalytically active multimetal oxide mass I of stoichiometry Mo 1 Co 0.95 O x .

b) Herstellung einer Multimetalloxidmasse IIb) Production of a multimetal oxide mass II

Die Herstellung der Multimetalloxidmasse II erfolgte wie in Bei­ spiel 1b).The multimetal oxide mass II was prepared as in Bei game 1b).

c) Gasphasenkatalytische Oxidation von Propanc) Gas phase catalytic oxidation of propane

Ein Reaktionsrohr (V2A Stahl; 2,5 cm Wandstärke; 8,5 mm Innen­ durchmesser; elektrisch beheizt) der Länge 1,4 m wurde von unten nach oben auf einem Kontaktstuhl (7 cm Länge) zunächst auf einer Länge von 18 cm mit Quarzsplitt (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) und anschließend auf einer Länge von 42,5 cm mit der Multimetalloxidaktivmasse II sowie daran anschließend auf einer Länge von 42,5 cm mit der Multimetalloxidaktivmasse I beschickt, bevor die Beschickung auf einer Länge von 30 cm mit Quarzsplitt (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) abgeschlossen wurde.A reaction tube (V2A steel; 2.5 cm wall thickness; 8.5 mm inside diameter; electrically heated) the length of 1.4 m was from below up on a contact chair (7 cm long) first on a Length of 18 cm with quartz chips (number-average size diameter 1 to 2 mm) and then over a length of 42.5 cm with the Multimetal oxide active material II and then on a Length of 42.5 cm loaded with the multimetal oxide active material I, before loading with a length of 30 cm with quartz chips (number average size diameter 1 to 2 mm) completed has been.

Das wie vorstehend beschickte Reaktionsrohr wurde auf seiner gesamten Länge auf 390°C aufgeheizt und dann mit 84 Nl/h einer Reaktionsgasausgangsmischung aus 80 Vol-% Propan und 20 Vol-% Sauerstoff von oben nach unten beschickt. Der Druck am Reaktions­ rohreingang betrug 2,7 bar (absolut). Der Druckabfall längs des Reaktionsrohres betrug 0,35 bar.The reaction tube charged as above was on his entire length heated to 390 ° C and then with 84 Nl / h Reaction gas starting mixture of 80 vol% propane and 20 vol% Feeded oxygen from top to bottom. The pressure on the reaction pipe inlet was 2.7 bar (absolute). The pressure drop along the Reaction tube was 0.35 bar.

Bei einfachem Durchgang wurde ein Produktgasgemisch erhalten, das nachfolgende Charakteristik aufwies:
Propanumsatz: 9,0 mol-%
Selektivität der Acroleinbildung: 69 mol-%
Selektivität der Acrylsäurebildung: 10 mol-%
Selektivität der Propenbildung: 1 mol-%
In a single pass, a product gas mixture was obtained which had the following characteristics:
Propane conversion: 9.0 mol%
Selectivity of acrolein formation: 69 mol%
Selectivity of acrylic acid formation: 10 mol%
Selectivity of propene formation: 1 mol%

Beispiel 4Example 4 a) Herstellung einer Multimetalloxidmasse Ia) Production of a multimetal oxide mass I

In 1,5 kg Wasser wurden bei 45°C 929,3 g Ammoniumheptamolybdat (81,5 Gew.-% MoO3) gelöst. Ferner wurden in 1,5 kg Wasser bei 95°C bis 98°C 80,8 g Ammoniumparawolframat (89,04 Gew.-% Wo3) gelöst und anschließend auf 45°C abgekühlt. Beide Lösungen wurden bei 45°C vereinigt und mit einer ebenfalls 45°C aufweisenden wäßrigen Cobaltnitratlösung (auf die Lösung bezogen 12,5 Gew.-% Co) ver­ setzt. 929.3 g of ammonium heptamolybdate (81.5% by weight of MoO 3 ) were dissolved in 1.5 kg of water at 45.degree. Furthermore, 80.8 g of ammonium paratungstate (89.04% by weight Wo 3 ) were dissolved in 1.5 kg of water at 95 ° C. to 98 ° C. and then cooled to 45 ° C. Both solutions were combined at 45 ° C. and mixed with an aqueous cobalt nitrate solution (likewise based on the solution, 12.5% by weight of Co), also at 45 ° C.

Die dabei entstandene klare, rotgefärbte Lösung wurde in einem Sprühtrockner der Fa. Niro bei einer Eingangstemperatur von 320°C und einer Ausgangstemperatur von 110°C sprühgetrocknet (A/S Niro Atomizer transportable Minor-Anlage). 450 g des erhaltenen Sprüh­ pulvers wurden während 40 min mit 85 ml H2O verknetet (1-l-Kneter vom Typ Sigmaschaufel-Kneter der Fa. Werner & Pfleiderer) und in einem Umlufttrockenschrank 16 h bei 110°C getrocknet. Anschließend wurde die getrocknete Masse in einem luftdurchströmten Muffelofen (Innenvolumen: 60 l, Luftdurchsatz: konstant 500 l/h) wie folgt calciniert.The resulting clear, red-colored solution was spray-dried in a spray dryer from Niro at an inlet temperature of 320 ° C. and an outlet temperature of 110 ° C. (A / S Niro Atomizer portable minor system). 450 g of the spray powder obtained were kneaded for 40 min with 85 ml of H 2 O (1-liter kneader of the Sigma-blade kneader type from Werner & Pfleiderer) and dried in a forced-air drying cabinet at 110 ° C. for 16 h. The dried mass was then calcined in an air-flow muffle furnace (internal volume: 60 l, air throughput: constant 500 l / h) as follows.

Zunächst wurde mit einer Aufheizrate von 120°C/h von Raumtempera­ tur (25°C) auf 300°C aufgeheizt. Anschließend wurde die Temperatur von 300°C während 3 h aufrecht erhalten und danach wurde mit einer Aufheizrate von 125°C/h die Calcinationstemperatur von 300°C auf 567°C erhöht. Diese Temperatur wurde anschließend während 6 h auf­ recht erhalten.First of all, with a heating rate of 120 ° C / h of room tempera tur (25 ° C) heated to 300 ° C. Then the temperature maintained at 300 ° C for 3 h and then with a Heating rate of 125 ° C / h the calcination temperature of 300 ° C 567 ° C increased. This temperature was then raised for 6 h got right.

Das so erhaltene Multimetalloxid wurde zerkleinert und als kata­ lytisch aktive Multimetalloxidmasse I der Stöchiometrie Co0,95Mo0,95W0,05Ox die Kornfraktion mit einem Korngrößtdurchmesser von 0,6 bis 1,2 mm durch Sieben abgetrennt.The multimetal oxide thus obtained was comminuted and, as the catalytically active multimetal oxide mass I of stoichiometry Co 0.95 Mo 0.95 W 0.05 O x, the grain fraction with a grain size diameter of 0.6 to 1.2 mm was separated off by sieving.

b) Herstellung einer Multimetalloxidmasse IIb) Production of a multimetal oxide mass II

Die Herstellung der Multimetalloxidmasse II erfolgte wie in Bei­ spiel 1b).The multimetal oxide mass II was prepared as in Bei game 1b).

c) Gasphasenkatalytische Oxidation von Propanc) Gas phase catalytic oxidation of propane

Ein Reaktionsrohr (V2A Stahl; 2,5 cm Wandstärke; 8,5 mm Innen­ durchmesser; elektrisch beheizt) der Länge 1,4 m wurde von unten nach oben auf einem Kontaktstuhl (7 cm Länge) zunächst auf einer Länge von 18 cm mit Quarzsplitt (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) und anschließend auf einer Länge von 42,5 cm mit der Multimetalloxidaktivmasse II sowie daran anschließend auf einer Länge von 42,5 cm mit der Multimetalloxidaktivmasse I beschickt, bevor die Beschickung auf einer Länge von 30 cm mit Quarzsplitt (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) abgeschlossen wurde.A reaction tube (V2A steel; 2.5 cm wall thickness; 8.5 mm inside diameter; electrically heated) the length of 1.4 m was from below up on a contact chair (7 cm long) first on a Length of 18 cm with quartz chips (number-average size diameter 1 to 2 mm) and then over a length of 42.5 cm with the Multimetal oxide active material II and then on a Length of 42.5 cm loaded with the multimetal oxide active material I, before loading with a length of 30 cm with quartz chips (number average size diameter 1 to 2 mm) completed has been.

Das wie vorstehend beschickte Reaktionsrohr wurde auf seiner gesamten Länge auf 395°C aufgeheizt und dann mit 98 Nl/h einer Reaktionsgasausgangsmischung aus 80 Vol-% Propan und 20 Vol-% Sauerstoff von oben nach unten beschickt. Der Druck am Reaktions­ rohreingang betrug 2,69 bar (absolut). Der Druckabfall längs des Reaktionsrohres betrug 0,36 bar.The reaction tube charged as above was on his entire length heated to 395 ° C and then with 98 Nl / h Reaction gas starting mixture of 80 vol% propane and 20 vol% Feeded oxygen from top to bottom. The pressure on the reaction  pipe inlet was 2.69 bar (absolute). The pressure drop along the Reaction tube was 0.36 bar.

Bei einfachem Durchgang wurde ein Produktgasgemisch erhalten, das nachfolgende Charakteristik aufwies:
Propanumsatz: 8,2 mol-%
Selektivität der Acroleinbildung: 67 mol-%
Selektivität der Acrylsäurebildung: 11 mol-%
Selektivität der Propenbildung: 1 mol-%
In a single pass, a product gas mixture was obtained which had the following characteristics:
Propane conversion: 8.2 mol%
Selectivity of acrolein formation: 67 mol%
Selectivity of acrylic acid formation: 11 mol%
Selectivity of propene formation: 1 mol%

Claims (11)

1. Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasenoxidation von Propan zu Acrolein und/oder Acrylsäure, bei dem man ein aus Propan, molekularem Sauerstoff und gegebenenfalls Inertgas bestehendes Reaktionsgasausgangsgemisch bei einer Temperatur von 300 bis 500°C über einen Festbettkatalysator führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Festbettkatalysator aus zwei räumlich aufeinanderfolgend angeordneten Katalysator­ schüttungen A, B besteht, mit der Maßgabe, daß die Aktivmasse der Schüttung A wenigstens ein Multimetalloxid der allge­ meinen Formel I
Ma 1Mo1-bMb 2Ox (I),
mit M1 = Co, Ni, Mg, Zn, Mn und/oder Cu,
M2 = W, V, Te, Nb, P, Cr, Fe, Sb, Ce, Sn und/oder La,
a = 0,5 bis 1,5,
b = 0 bis 0,5
x = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in I be­ stimmt wird,
und die Aktivmasse der Schüttung B wenigstens ein Multi­ metalloxid der allgemeinen Formel II
1. The process of heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propane to acrolein and / or acrylic acid, in which a reaction gas starting mixture consisting of propane, molecular oxygen and optionally inert gas is conducted at a temperature of 300 to 500 ° C. over a fixed bed catalyst, characterized in that the fixed bed catalyst consists of two spatially successively arranged catalyst beds A, B, with the proviso that the active mass of the bed A at least one multimetal oxide of the general formula I
M a 1 Mo 1-b M b 2 O x (I),
with M 1 = Co, Ni, Mg, Zn, Mn and / or Cu,
M 2 = W, V, Te, Nb, P, Cr, Fe, Sb, Ce, Sn and / or La,
a = 0.5 to 1.5,
b = 0 to 0.5
x = a number which is determined by the valency and frequency of the elements in I other than oxygen,
and the active mass of the bed B at least one multi metal oxide of the general formula II
Bia' Mob' Xc' 1 Xd' 2 Xe' 3 Xf' 4, Xg' 5 Xh' 6, Ox' (II),
mit X1 = W, V und/oder Te,
X2 = Erdalkalimetall, Co, Ni, Zn, Mn, Cu, Cd, Sn und/oder Hg,
X3 = Fe, Cr und/oder Ce,
X4 = P, As, Sb und/oder B,
X5 = Alkalimetall, Tl und/oder Sn,
X6 = seltenes Erdmetall, Ti, Zr, Nb, Ta, Re, Ru, Rh, Ag, Au, Al, Ga, In, Si, Ge, Th und/oder U,
a' = 0,01 bis 8,
b'= 0,1 bis 30,
c'= 0 bis 20,
d'= 0 bis 20,
e'= 0 bis 20,
f'= 0 bis 6,
g' = 0 bis 4,
h' = 0 bis 15,
x' = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in II bestimmt wird,
ist, und wobei das Reaktionsgasausgangsgemisch aus ≧ 50 Vol.-% Propan, ≧ 15 Vol.-% O2 und 0 bis 35 Vol.-% Inertgas besteht und die Katalysatorschüttungen A, B in der Abfolge erst A, dann B, durchströmt.
Bi a ' Mo b' X c ' 1 X d' 2 X e ' 3 X f' 4 , X g ' 5 X h' 6 , O x ' (II),
with X 1 = W, V and / or Te,
X 2 = alkaline earth metal, Co, Ni, Zn, Mn, Cu, Cd, Sn and / or Hg,
X 3 = Fe, Cr and / or Ce,
X 4 = P, As, Sb and / or B,
X 5 = alkali metal, Tl and / or Sn,
X 6 = rare earth metal, Ti, Zr, Nb, Ta, Re, Ru, Rh, Ag, Au, Al, Ga, In, Si, Ge, Th and / or U,
a '= 0.01 to 8,
b '= 0.1 to 30,
c '= 0 to 20,
d '= 0 to 20,
e '= 0 to 20,
f '= 0 to 6,
g '= 0 to 4,
h '= 0 to 15,
x '= a number which is determined by the valency and frequency of the elements in II other than oxygen,
is, and the reaction gas starting mixture consists of ≧ 50 vol .-% propane, ≧ 15 vol .-% O 2 and 0 to 35 vol .-% inert gas and flows through the catalyst beds A, B in the sequence first A, then B.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur 325 bis 450°C beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the Temperature is 325 to 450 ° C. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur 350 bis 420°C beträgt.3. The method according to claim 1, characterized in that the Temperature is 350 to 420 ° C. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reaktionsgasausgangsgemisch ≧ 60 Vol.-% Propan enthält.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized indicates that the reaction gas starting mixture ≧ 60 vol .-% Contains propane. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reaktionsgasausgangsgemisch ≧ 70 Vol.-% Propan enthält.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized indicates that the reaction gas starting mixture ≧ 70 vol .-% Contains propane. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reaktionsgasausgangsgemisch ≧ 20 Vol.-% O2 enthält.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the reaction gas starting mixture contains ≧ 20 vol .-% O 2 . 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man es kontinuierlich durchführt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized records that it is carried out continuously. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Molverhältnis von Propan zu molekularem Sauerstoff im Reaktionsgasausgangsgemisch < 5 beträgt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized records that the molar ratio of propane to molecular Oxygen in the reaction gas starting mixture is <5. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis der Schüttvolumina der beiden Katalysatorschüttungen A, B 1 : 5 bis 5 : 1 beträgt.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized records that the ratio of the bulk volumes of the two Catalyst beds A, B is 1: 5 to 5: 1. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reaktionsdruck < 1 bar beträgt.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized records that the reaction pressure is <1 bar.
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