DE19838312A1 - Multimetalloxidmassen - Google Patents

Multimetalloxidmassen

Info

Publication number
DE19838312A1
DE19838312A1 DE19838312A DE19838312A DE19838312A1 DE 19838312 A1 DE19838312 A1 DE 19838312A1 DE 19838312 A DE19838312 A DE 19838312A DE 19838312 A DE19838312 A DE 19838312A DE 19838312 A1 DE19838312 A1 DE 19838312A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
propane
multimetal oxide
dehydrogenation
volume
propene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19838312A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Jachow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE19838312A priority Critical patent/DE19838312A1/de
Priority to BR9907937-2A priority patent/BR9907937A/pt
Priority to AU27249/99A priority patent/AU2724999A/en
Priority to CN99802281A priority patent/CN1288445A/zh
Priority to JP2000532362A priority patent/JP2002503628A/ja
Priority to EP99907537A priority patent/EP1060129B1/de
Priority to PCT/EP1999/000890 priority patent/WO1999042404A1/de
Priority to DE59900495T priority patent/DE59900495D1/de
Priority to MYPI99000605A priority patent/MY133084A/en
Publication of DE19838312A1 publication Critical patent/DE19838312A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00Compounds of cobalt
    • C01G51/006Compounds containing, besides cobalt, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G1/00Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
    • C01G1/02Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G39/00Compounds of molybdenum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G39/00Compounds of molybdenum
    • C01G39/006Compounds containing, besides molybdenum, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00Compounds of cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00Compounds of nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00Compounds of nickel
    • C01G53/006Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/42Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor
    • C07C5/48Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor with oxygen as an acceptor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50Solid solutions
    • C01P2002/52Solid solutions containing elements as dopants
    • C01P2002/54Solid solutions containing elements as dopants one element only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16Pore diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • C07C2523/28Molybdenum
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Multimetalloxidmassen mit spezifischer Elementzusammensetzung und physikalischer Beschaffenheit, die als Katalysatoren für die oxidative katalytische Dehydrierung von Propan zu Propen geeignet sind.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft Multimetalloxidmassen der all­ gemeinen Formel I
Ma 1Mo1-bMb 2Ox (I),
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 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 in (I) bestimmt wird,
mit der Maßgabe, daß
der mittlere Durchmesser der Poren der Multimetalloxidmasse (I) ≦ 0,04 µm und ≧ 0,01 µm und
die spezifische Oberfläche der Multimetalloxidmasse (I) ≧ 20 m2/g beträgt.
Ferner betrifft vorliegende Erfindung die gasphasenkatalytisch oxidative Dehydrierung von Propan zu Propen, unter Verwendung der Multimetalloxidmassen (I) als Katalysatoren.
Multimetalloxidmassen der Stöchiometrie (I) sind bekannt. Beispielsweise werden derartige Multimetalloxidmassen in Topics in Catalysis 3 (1996) 265-275, in Catalysis Letters 35 (1995) 57-64, in Catalysis Today 24 (1995) 327-333, in Ind. Eng. Chem. Res. 1996, 35, 14-18, in US-A 4,255,284, in 3rd World Congress on Oxidation Catalysis, R. K. Grasselli et. al. (Editors) 1997 Elsevier Science B. V., 357-364, in J. of Catalysis 167, 560-569 (1997), in Catalysis Letters 10 (1991) 181-192, in US-A 5,086,032, in US-A 4,255,284, in US-A 5,086,032, in J. of Catalysis 170, 346-356 (1997) und in der älteren Anmeldung DE-A 197 51 046 als geeignete Katalysatoren für die gasphasenkata­ lytische oxidative Dehydrierung von Propan zu Propen beschrieben. Nachteilig an den vorgenannten Multimetalloxidmassen des Standes der Technik ist jedoch, daß die mit ihnen bei vorgegebener Belastung mit Propan und molekularem Sauerstoff enthaltendem Reaktionsgasausgangsgemisch bei vorgegebenen Reaktionsbedingungen erzielbaren Raum-Zeit-Ausbeuten an Propen bzw. an Propen, Acrolein und Acrylsäure (gemeinsam: Wertprodukt) nicht zu befriedigen vermögen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, neue Multimetalloxidmassen zur Verfügung zu stellen, die bei Verwendung als Katalysatoren für die katalytische oxidative Dehydrierung von Propan zu Propen bzw. zu Propen, Acrolein und Acrylsäure bei vorgegebener Belastung und vorgegebenen Reaktions­ bedingungen erhöhte Raum-Zeit-Ausbeuten ermöglichen.
Demgemäß wurden die eingangs definierten Multimetalloxidmassen (I) gefunden.
Erfindungsgemäß bevorzugte Multimetalloxidmassen (I) sind solche der allgemeinen Formel (II)
[Co, Ni u./o. Mg]a Mo1-b [Sn, W, P, Sb u./o. Cr]b Ox (II),
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 in (II) bestimmt wird.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Multimetalloxidmassen (I) sind solche der allgemeinen Formel (III)
[Co u./o. Ni]a Mo1-b [W, Sn u./o. Sb]b Ox (III),
mit den vorstehenden Bedeutungen für a, b und x.
Ferner sind solche Multimetalloxidmassen (I), (II) und (III) bevorzugt, deren mittlerer Durchmesser ihrer Poren ≧ 0,02 µm und ≦ 0,035 µm beträgt. Darüber hinaus eignen sich erfindungsgemäß solche Multimetalloxidmassen (I), (II) und (III), deren mittlerer Durchmesser ihrer Poren ≧ 0,025 µm und ≦ 0,030 µm beträgt.
Ferner ist es günstig, wenn die vorgenannten Multimetalloxid­ massen bei vorgenannten mittleren Porendurchmessern gleichzeitig eine spezifische Oberfläche von ≧ 25 m2/g bzw. von ≧ 30 m2/g aufweisen. In der Regel wird die spezifische Oberfläche der erfindungsgemäßen Multimetalloxidmassen ≦ 50 m2/g betragen.
Unter der spezifischen Oberfläche O wird in dieser Schrift die gemäß DIN 66133 mittels der Methode der Quecksilberintrusion (Meßbereich: 1 µm bis 3 nm Porendurchmesser) ermittelte spezi­ fische Oberfläche verstanden.
Der mittlere Porendurchmesser ist in dieser Schrift als das vierfache des Verhältnisses von gemäß vorgenannter Quecksilber­ intrusionsmethode ermitteltem Porengesamtvolumen zu spezifischer Oberfläche O definiert.
Prinzipiell können erfindungsgemäß geeignete Multimetall­ oxidaktivmassen (I) in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß man von geeigneten Quellen ihrer elementaren Konstituenten eine wäßrige Lösung erzeugt, diese sprühtrocknet (Austrittstemperaturen zweckmäßig 100 bis 150°C) und anschließend in einem rotierenden Behälter calciniert. Üblicherweise beträgt die Calcinationstemperatur 450 bis 1000, vorzugsweise 450 bis 700, häufig 450 bis 600 oder 550 bis 570°C.
Die Calcination kann sowohl unter Inertgas als auch unter einer oxidativen Atmosphäre wie z. B. Luft oder Gemischen aus Inertgas und Sauerstoff sowie auch unter reduzierender Atmosphäre, z. B. unter Gemischen aus Inertgas, Sauerstoff und NH3, CO und/oder H2, erfolgen. Dies läßt sich in einfacher Weise dadurch realisieren, daß der rotierende Behälter von einem entsprechenden Gasgemisch durchströmt wird. Als rotierender Behälter kommen z.B. ein Dreh­ rohrofen oder ein rotierender Quarzrundkolben in Betracht.
Als Quellen für die elementaren Konstituenten der Multimetall­ oxidaktivmassen (I) kommen solche Verbindungen in Betracht, bei denen es sich bereits um Oxide handelt und/oder solche Verbindungen, die durch Erhitzen, wenigstens in Anwesenheit von Sauerstoff, in Oxide überführbar sind.
Neben den Oxiden kommen als solche Ausgangsverbindungen vor allem Halogenide, Nitrate, Formiate, Oxalate, Citrate, Acetate, Carbonate, Aminkomplexe, 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 die wäßrige Lösung zusätzlich eingearbeitet werden). Um das Lösen im wäßrigen Medium gegebenenfalls zu erleichtern, kann selbiges bei Bedarf angesäuert, mit Base versetzt und/oder auf erhöhte Temperatur gebracht werden.
Besonders geeignete Ausgangsverbindungen des Mo, V, W und Nb sind deren Oxoverbindungen (Molybdate, Vanadate, Wolframate und Niobate) bzw. die von diesen abgeleiteten Säuren (Ammoniummo­ lybdat, Ammoniumvanadat, Ammoniumwolframat).
Für die gasphasenkatalytische oxidative Dehydrierung von Propan zu Propen können die erfindungsgemäßen Multimetalloxidmassen (I) sowohl in Pulverform als auch zu bestimmten Katalysatorgeometrien geformt eingesetzt werden, wobei die Formgebung vor oder nach der abschließenden Calcination erfolgen kann. Beispielsweise können aus der Pulverform der Aktivmasse oder ihrer uncalcinierten Vorläufermasse durch Verdichten zur gewünschten Katalysator­ geometrie (z. B. durch Tablettieren, Extrudieren oder Strang­ pressen) Vollkatalysatoren hergestellt werden, wobei gegebenen­ falls Hilfsmittel wie z. B. Graphit oder Stearinsäure als Gleit­ mittel und/oder Formhilfsmittel und Verstärkungsmittel wie Mikro­ fasern aus Glas, Asbest, Siliciumcarbid oder Kaliumtitanol zuge­ setzt 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.
Natürlich 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 dreh­ baren Behälter ausgeführt, wie er z. B. aus der DE-A 29 09 671 oder aus der EP-A 293859 bekannt ist. Zweckmäßigerweise 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 Träger­ körper aufgebrachten Pulvermasse wird zweckmäßigerweise im Bereich 50 bis 500 µm, bevorzugt im Bereich 150 bis 250 µm, liegend gewählt.
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 un­ regelmäßig 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, ober­ flächenrauhen, kugelförmigen Trägern aus Steatit, deren Durch­ messer 1 bis 8 mm, bevorzugt 4 bis 5 mm beträgt.
In anwendungstechnisch zweckmäßiger Weise erfolgt die Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Rohrbündelreaktoren wie sie z. B. in der EP-A 700893 und in der EP-A 700714 beschrieben sind. In den Metallrohren (in der Regel aus Edelstahl) befindet 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 eine Schüttung eines wenigstens ein Multimetalloxid (I) als Aktivmasse aufweisenden Katalysators.
Das Reaktionsgasausgangsgemisch besteht zweckmäßig aus ≧ 50 Vol.-% Propan, ≧ 15 Vol.-% O2 und 0 bis 35 Vol.-% Inertgas. Mit Vorteil umfaßt das Reaktionsgasausgangsgemisch ≦ 30 Vol.-%, vorzugsweise ≦ 20 Vol.-% und besonders bevorzugt ≦ 10 Vol-% bzw. ≦ 5 Vol-% Inert­ gas. Selbstverständlich kann das Reaktionsgasausgangsgemisch auch kein Inertgas umfassen.
Unter Inertgas werden hier solche Gase verstanden, deren Umsatz beim Durchgang des Reaktionsgasausgangsgemischs durch den erfindungsgemäß zu verwendenden Festbettkatalysator ≦ 5 mol-% beträgt. Als Inertgas kommen z. B. H2O, CO2, CO, N2 und/oder Edel­ gase in Betracht.
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 ist, wenn das Molverhältnis von Propan zu molekularem Sauerstoff im Reaktionsgasausgangsgemisch ≦ 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.
Der Reaktionsdruck beträgt im allgemeinen ≧ 0,5 bar. Im Regelfall wird der Reaktionsdruck 100 bar nicht überschreiten, d. h. ≧ 0,5 bis 100 bar betragen. Zweckmäßig beträgt der 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 über­ schritten.
Selbstverständlich kann der Reaktionsdruck auch 1 bar betragen (vorstehende Aussagen bezüglich des Reaktionsdruckes gelten für das erfindungsgemäße Verfahren ganz generell).
Ferner wird die Belastung mit Vorteil so gewählt, daß die Ver­ weilzeit des Reaktionsgasgemisches über die Katalysatorschüttung 0,5 bis 20 sec, bevorzugt 1 bis 10 sec, besonders bevorzugt 1 bis 4 sec und häufig 3 sec beträgt.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt, kann im Produktgemisch enthaltenes nicht umgesetztes Propan abgetrennt und in die erfindungsgemäße katalytische oxidative Dehydrierung rückgeführt werden.
Ferner können sich an das erfindungsgemäße Verfahren weitere heterogen katalysierte Oxidationsstufen anschließen, wie sie für die heterogen katalysierte Gasphasenoxidation von Propen zu Acrolein und/oder Acrylsäure bekannt sind und wie es in der älte­ ren Anmeldung DE-A 197 51 046 beschrieben ist.
Beispiele Beispiel 1 a) Herstellung einer Multimetalloxidmasse I
In 3,6 kg Wasser wurden bei 45°C 877,2 g Ammoniumhepta­ molybdat (81,5 Gew.-% MoO3) gelöst und zu der resultierenden Lösung 2227,2 g einer wäßrigen Cobaltnitratlösung (auf die Lösung bezogen 12,5 Gew.-% Co) zugegeben.
Die entstandene klare rote Lösung wurde in einem Sprüh­ trockner der Fa. Niro bei einer Eingangstemperatur von 330-340°C und einer Ausgangstemperatur von 110°C sprüh­ getrocknet (A/S Niro Atomizer transportable Minor-Anlage). 450 g des Sprühpulvers wurden innerhalb von 40 min. mit 75 ml Wasser verknetet (1-l-Kneter vom Typ Sigmaschaufel-Kneter der Fa. Werner & Pfleiderer) und in einem Umlufttrockenschrank 16 h bei 110°C getrocknet. Anschließend wurde der getrocknete Feststoff in einem von Luft durchströmten, rotierenden (15 Umdrehungen/min) Quarzrundkolben (Innenvolumen: 2 l, Luftdurchsatz: konstant 250 l/h) wie folgt calciniert (Klapp­ ofenbeheizung):
Zunächst wurde mit einer Aufheizrate von 180°C/h von Raum­ temperatur (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 Calcina­ tionstemperatur von 300 auf 550°C erhöht. Diese Temperatur wurde anschließend während 6 h aufrechterhalten.
Das so erhaltene Multimetalloxid wurde zerkleinert und als katalytisch aktive Multimetalloxidmasse (I) der Stöchiometrie Mo1Co0,95Ox die Kornfraktion mit einem Korngrößtdurchmesser von 0,6 bis 1,2 mm durch Sieben abgetrennt.
Der mittlere Durchmesser der Poren der Aktivmasse betrug 0,027 µm und die spezifische Oberfläche betrug 33,1 m2/g.
b) Oxidative katalytische Dehydrierung von Propan
Ein Reaktionsrohr (V2A Stahl; 2,5 cm Wandstärke; 8,5 mm Innendurchmesser; elektrisch beheizt) der Länge 1,4 m wurde von unten nach oben auf einem Kontaktstuhl (7 cm Länge) zunächst auf einer Länge von 23 cm mit Quarzsplitt (zahlen­ mittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) und anschließend auf einer Länge von 75 cm mit der Multimetalloxidmasse I beschickt, bevor die Beschickung auf einer Länge von 35 cm mit Quarzsplitt (zahlenmittlerer Größtdurchmesser 1 bis 2 mm) abgeschlossen wurde.
Das wie vorstehend beschickte Reaktionsrohr wurde auf seiner gesamten Länge auf 395°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 Reaktionsrohreingang betrug 1,6 bar (abs.). Der Druckabfall längs des Reaktionsrohres betrug 0,22 bar.
Bei einfachem Durchgang wurde ein Produktgasgemisch erhalten, das nachfolgende Charakteristik aufwies:
Propanumsatz: 12,4 mol-%
Selektivität der Propenbildung: 69 mol-%
Selektivität der Acroleinbildung: 2 mol-%
Selektivität der Acrylsäurebildung: 4 mol-%
Raumzeitausbeute an Propen: 3,8 mol/l Kat.h
Raumzeitausbeute an Wertprodukt: 4,1 mol/l Kat.h.
Vergleichsbeispiel a) Herstellung einer Multimetalloxidmasse I
In 1,2 kg Wasser wurden bei 80°C 292,4 g Ammoniumhepta­ molybdat (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. Die pastöse Masse wurde während 40 min mit 30 ml Wasser verknetet (1-l-Kneter vom Typ Sigmaschaufel-Kneter der Fa. Werner & Pfleiderer). Die resultierende Masse wurde in einem Trockenschrank 16 h bei 110°C getrocknet und anschließend in einem luftdurch­ strömten Muffelofen (60 l Innenvolumen, Luftdurchsatz 500 1/h) wie folgt calciniert:
Zunächst wurde mit einer Aufheizrate von 120°C/h von 25°C auf 300°C aufgeheizt.
Anschließend wurde die Temperatur von 300°C während 3 h auf­ rechterhalten 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 aufrecht­ erhalten. Das so erhaltene Multimetalloxid wurde zerkleinert und als katalytisch aktive Multimetalloxidmasse I der Stöchiometrie Mo1Co0,95Ox die Kornfraktion mit einem Korn­ größtdurchmesser von 0,6 bis 1,2 mm durch Sieben abgetrennt. Der mittlere Durchmesser der Poren der Aktivmasse lag bei 0,048 µm und die spezifische Oberfläche betrug 28,4 m2.
b) Oxidative katalytische Dehydrierung von Propan
Die oxidative katalytische Dehydrierung von Propan wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, die eingesetzte Aktivmasse war jedoch jene gemäß Vergleichsbeispiel, a).
Bei einfachem Durchgang wurde ein Produktgasgemisch erhalten, das nachfolgende Charakteristik aufwies:
Propanumsatz: 8,8 mol-%
Selektivität der Propenbildung: 76 mol-%
Selektivität der Acroleinbildung: 2 mol-%
Selektivität der Acrylsäurebildung: 2 mol-%
Raumzeitausbeute an Propen: 2,9 mol/l Kat.h
Raumzeitausbeute an Wertprodukt: 3,1 mol/l Kat.h.
Beispiel 2 a) Herstellung einer Multimetalloxidmasse I
In 3,6 kg Wasser wurden bei 45°C 877,2 g Ammoniumhepta­ molybdat (81,5 Gew.-% MoO3) gelöst und zu der resultierenden Lösung 2227,2 g wäßrige Cobaltnitratlösung (auf die Lösung bezogen 12,5 Gew.-% Co) zugegeben.
Die entstandene klare rote Lösung wurde in einem Sprüh­ trockner wie in Beispiel 1, a) sprühgetrocknet. 450 g des Sprühpulvers wurden wie in Beispiel 1, a) mit Wasser verknetet und anschließend getrocknet und calciniert. Im Unterschied zu Beispiel 1, a) wurde bei der Calcinierung abschließend die Calcinationstemperatur mit einer Aufheizrate von 133°C/h von 300°C auf 565°C erhöht und diese Calcinations­ temperatur für 6 h aufrechterhalten.
Das so erhaltene Multimetalloxid wurde zerkleinert und als katalytisch aktive Multimetalloxidmasse I der Stöchiometrie Mo1Co0,95Ox die Kornfraktion mit einem Korngrößtdurchmesser von 0,6 bis 1,2 mm durch Sieben abgetrennt.
Der mittlere Durchmesser der Poren der Aktivmasse lag bei 0,024 µm und die spezifische Oberfläche betrug 29,2 m2/g.
b) Oxidative katalytische Dehydrierung von Propan
Wie in Beispiel 1 wurde ein Reaktionsrohr mit der Aktivmasse aus Beispiel 2 befüllt. Das befüllte Reaktionsrohr wurde auf seiner gesamten Länge auf 400°C aufgeheizt und dann mit 112 Nl/h einer Reaktionsgasausgangsmischung aus 80 Vol.-% Propan und 20 Vol.-% Sauerstoff beschickt. Der Druck am Reak­ toreingang betrug 2,7 bar (abs.). Der Druckabfall längs des Reaktionsrohres betrug 0,5 bar.
Bei einfachem Durchgang wurde ein Produktgasgemisch erhalten, das nachfolgende Charakteristik aufwies.
Propanumsatz: 9,4 mol-%
Selektivität der Propenbildung: 77 mol-%
Selektivität der Acroleinbildung: 2 mol-%
Selektivität der Acrylsäurebildung: 3 mol-%
Raumzeitausbeute an Propen: 6,3 mol/l Kat.h
Raumzeitausbeute an Wertprodukt: 6,8 mol/l Kat.h.

Claims (2)

1. Multimetalloxidmassen der allgemeinen 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, sowie
x = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in (I) bestimmt wird,
mit der Maßgabe, daß
der mittlere Durchmesser der Poren der Multimetalloxidmasse (I) ≦ 0,04 µm und ≧ 0,01 µm und
die spezifische Oberfläche der Multimetalloxidmasse (I) 20 m2/g beträgt.
2. Verfahren der oxidativen katalytischen Dehydrierung von Propan zu Propen, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator ein solcher eingesetzt wird, dessen Aktivmasse eine Multi­ metalloxidmasse gemäß Anspruch 1 ist.
DE19838312A 1998-02-20 1998-08-24 Multimetalloxidmassen Withdrawn DE19838312A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19838312A DE19838312A1 (de) 1998-08-24 1998-08-24 Multimetalloxidmassen
BR9907937-2A BR9907937A (pt) 1998-02-20 1999-02-11 Material de óxido multimetálico, e, processo para a desidrogenação oxidativa de propano para propeno
AU27249/99A AU2724999A (en) 1998-02-20 1999-02-11 Polymetallic oxide materials
CN99802281A CN1288445A (zh) 1998-02-20 1999-02-11 多金属氧化物材料
JP2000532362A JP2002503628A (ja) 1998-02-20 1999-02-11 複合金属酸化物材料
EP99907537A EP1060129B1 (de) 1998-02-20 1999-02-11 Multimetalloxidmassen
PCT/EP1999/000890 WO1999042404A1 (de) 1998-02-20 1999-02-11 Multimetalloxidmassen
DE59900495T DE59900495D1 (en) 1998-02-20 1999-02-11 Multimetalloxidmassen
MYPI99000605A MY133084A (en) 1998-02-20 1999-02-20 Multimetal oxide materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19838312A DE19838312A1 (de) 1998-08-24 1998-08-24 Multimetalloxidmassen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19838312A1 true DE19838312A1 (de) 2000-03-02

Family

ID=7878473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19838312A Withdrawn DE19838312A1 (de) 1998-02-20 1998-08-24 Multimetalloxidmassen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19838312A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007006647A1 (de) 2007-02-06 2008-08-07 Basf Se Verfahren zur Regenerierung eines im Rahmen einer heterogen katalysierten partiellen Dehydrierung eines Kohlenwasserstoffs deaktivierten Katalysatorbetts
WO2013142022A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 Kennecott Utah Copper Llc Process for the conversion of molybdenite to molybdenum oxide
CN104941668A (zh) * 2015-06-19 2015-09-30 清华大学 用于乙烷氧化脱氢反应的纳米复合物催化剂及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007006647A1 (de) 2007-02-06 2008-08-07 Basf Se Verfahren zur Regenerierung eines im Rahmen einer heterogen katalysierten partiellen Dehydrierung eines Kohlenwasserstoffs deaktivierten Katalysatorbetts
WO2013142022A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 Kennecott Utah Copper Llc Process for the conversion of molybdenite to molybdenum oxide
US8753591B2 (en) 2012-03-23 2014-06-17 Kennecott Utah Copper Llc Process for the conversion of molybdenite to molydenum oxide
CN104941668A (zh) * 2015-06-19 2015-09-30 清华大学 用于乙烷氧化脱氢反应的纳米复合物催化剂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0609750B1 (de) Multimetalloxidmassen
EP0467144B1 (de) Massen der allgemeinen Formel Mo12PaVbX1cX2dX3eSbfRegShOn
DE69103062T2 (de) Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Aldehyden und ungesättigten Säuren.
EP1025073B1 (de) Verfahren der heterogen katalysierten gasphasenoxidation von propan zu acrolein und/oder acrylsäure
DE69016590T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure.
EP0724481B1 (de) VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON KATALYTISCH AKTIVEN MULTIMETALLOXIDMASSEN, DIE ALS GRUNDBESTANDTEILE DIE ELEMENTE V UND Mo IN OXIDISCHER FORM ENTHALTEN
EP2627622B1 (de) Verfahren zum langzeitbetrieb einer heterogen katalysierten partiellen gasphasenoxidation von propen zu acrolein
DE2626887B2 (de) Katalysator für die Oxadation von (Methacrolein zu (Meth)Acrylsäure
EP2104646B1 (de) Verfahren zur herstellung einer das element eisen in oxidischer form enthaltenden multielementoxidmasse
EP1159247A1 (de) Verfahren der katalytischen gasphasenoxidation von propen zu acrylsäure
WO2000053559A1 (de) Verfahren der katalytischen gasphasenoxidation von acrolein zu acrylsäure
DE19948523A1 (de) Verfahren der katalytischen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure
EP0756894A2 (de) Multimetalloxidmassen
DE19948248A1 (de) Verfahren der katalytischen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure
EP0668104A1 (de) Multimetalloxidmassen.
DE19927624A1 (de) Verfahren der katalytischen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure
EP1345689A2 (de) Verfahren zur herstellung einer mo, bi, fe sowie ni und/oder co enthaltenden multimetalloxidaktivmasse
DE10046928A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Multimetalloxidmassen
DE3410799C2 (de)
EP1060129B1 (de) Multimetalloxidmassen
WO2004085362A1 (de) Verfahren der heterogen katalysierten partiellen gasphasenoxidation von propen zu acrolein
DE19746210A1 (de) Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasenoxidation von Propan zu Acrolein und/oder Acrylsäure
EP1611079B1 (de) Verfahren der heterogen katalysierten partiellen gasphasenoxidation von acrolein zu acryls ure
DE19807269A1 (de) Multimetalloxidmassen
DE102011079035A1 (de) Mo, Bi und Fe enthaltende Multimetalloxidmassen

Legal Events

Date Code Title Description
8130 Withdrawal