DE2048620C3 - - Google Patents
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- DE2048620C3 DE2048620C3 DE19702048620 DE2048620A DE2048620C3 DE 2048620 C3 DE2048620 C3 DE 2048620C3 DE 19702048620 DE19702048620 DE 19702048620 DE 2048620 A DE2048620 A DE 2048620A DE 2048620 C3 DE2048620 C3 DE 2048620C3
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J27/188—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
- B01J27/19—Molybdenum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
- C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
- C07C51/252—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
Es gibt viele Patente, die sich mit Verfahren befassen,
die zur Herstellung ungesättigter Carbonsäuren durch katalytische Gasphasenoxidation von Acrolein
oder Methacrolein geeignet sein sollen. Praktisch gesehen beziehen sich diese alle jedoch auf die
Herstellung von Acrylsäure aus Acrolein und, obgleich die Ansprüche oft die Umsetzung von Methacrolein
umfassen, gibt es kaum Fälle, in denen Beispiele beschrieben sind, die die Oxydation von Methacrolein
spezifisch offenbaren. Wird die Oxydation von Methacrolein tatsächlich unter Verwendung der vorgeschlagenen
Katalysatoren durchgerührt, so zeigt sich, daß in praktisch allen Fällen Nachteile auftreten, da
die Verbrennungsreaktion von Methacrolein eintritt und die Umwandlung wegen der geringen Aktivität
des Katalysators extrem niedrig ist, oder daß die Wirkungsdauer des Katalysators zu kurz. ist. Es hat
sich so gezeigt, daß alle Katalysatoren, die bei der Oxydation von Acrolein wirkungsvoll sind, oder daß
jene Katalysatoren, die bei der Verwendung zur Oxydation von Methacrolein vorgeschlagen wurden,
in praktisch allen Fällen keine guten Ergebnisse liefern, so daß man sie als Katalysatoren bei der technischen
Herstellung von Methacrylsäure aus Methacrolein verwenden könnte. Aus diesen Gründen gibt
es bis jetzt noch keine technische Herstellung von Methacrylsäure durch Gasphasenoxydalion von
Methacrolein. Kurz gesagt zeigen diese Ergebnisse, daß es. wie es in der Katalysatortechnik bekannt ist,
unmöglich ist vorauszusehen, ob ein Katalysator für die Oxydation von Methacrole: 1 technisch verwendbar
ist.
Bekannt sind z. B. Katalysatoren, die Molybdän, Arsen, Phosphor und Sauerstoff als Hauptbestandteile
enthalten und zur Synthese von Acrylsäure aus
55 Propylen sowie zur Herstellung ,on Acrolein aus
Propylen eingesetzt werden, wie es in der belgischen
Patent>chrift 616 690 und in der kanadischen Patentschrift
764 497 beschrieben ist. Gemäß dem ersieren
Verfahren werden jedoch Acrolein und Acnlsmnv sleichzeiti« hergestellt, wobei der Anteil an Acrolein
Überwiest: wohingegen be. dem letzteren Verfahren
der Anteil an Acrolein 95% überschreitet. Im Gegensatz
dazu ist der erlindungsgemäß verwendete Katalysator,
der Molybdän. Arsen. Phosphor und Sauerstoff in spezifischer Zusammensetzung enthalt, ai.
Katalysator fur die Herstellung von Methacrylsäure
aus Methacrolein sehr wirksam. Während beispielsweise die Ausbeute an Methacrylsäure 1*1 eine
Reaktionstemperatur von 375 bis 390-C_ be, \ erwendunsi
der bekannten Katalysatoren nur 10 bis J) „ beträat. erhält man eine Ausbeute von jO bis 64 „ bei
relativ niedriger Reaktionstemperatur von 3 >
bis 35O0C. wenn man den erfindungsgemaßen Katalysator
verwendet.
Der erfinduniisaemäß verwendete Katalysator was! eine lanae Lebensdauer auf und bildet Methacrylsäure
in hoher Selektivität und guten Ausbeuten unter hoher Umwandlung von Methacrolein bei relativ niedriger
Reaktionstemperatur. Durch diesen Katalysator wipi
die Herstelluna von Methacrylsäure durch Gasphasenoxydation von Methacrolein technisch durchführbar.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens uesienüber dem aus der USA.-Patentschrift 3 238 253
bekannten Verfahren sind die folgenden:
1. Erfindungsgemäß werden auch bei niedrigeren Temperaturen günstige Ergebnisse erzielt, wie
aus einem Vergleich der jeweiligen Beispiele hervomeht.
2. Diese guten Ausbeuten und Umwandlungsgrade können auch ohne Zusatz, von Wasserdampf
erzielt werden (vgl. Beispiel 1). Gute Ergebnisse können ebenso bei Zusatz von Dampf zu dem Beschickungsgas
bei niedrigen Temperaturen und hoher Methacroleinkonzentration im /ugeführten
• Gasgemisch (vgl. Beispiel 2 unter 12]) erhalten
werden.
3. Die guten Ergebnisse können auch bei höheren Methacroleinkonzentrationen im zugeführten
Gasgemisch erreicht werden. Dadurch werden günstigere Raum-Zeit-Ausbeuten als gemäß der
USA.-Patenlschrift 3 238 253 erzielt.
So werden z. B. bei Vergleich typischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und
Beispiel 2 der USA.-Patentschrift 3 238 253 unter Anwendung eines Liters des Katalysators die
in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Raurn-Zeit-Ausbeuten an Methacrylsäure ermittelt. Somit
ist die Produktivität (Raum-Zeit-Ausbeute) des erfindungsgemaßen Verfahrens wesentlich
höher als die" des Verfahrens gemäß der USA.-Patentschrift.
Konzentration I
Kontakten von MAL*I im i
j Hcschickungsgiis ;
Ausbeute
an MAS*'
an MAS*'
l·.! lindungsgemäßer
Kutalwilor A
Tabelle 1
Kutalwilor A
Tabelle 1
(Sek.)
3,6
(Molpro/cnl)
42,0
Beschickungs-
geschwmdigkeil von
MAL*)
(g/Kalalysator
(g/Kalalysator
156,3***)
Produktivität
erhaltener Methacrylsäure*****)
erhaltener Methacrylsäure*****)
(g/Katalysator
m/Sld.)
m/Sld.)
80,8
Fortsetzung
Erfmdungsgemäßer
Katalysator C
Tabelle I
Katalysator C
Tabelle I
Erfindungsgemäßer
Katalysator F
Tabelle III
Erfindungsgemäßer
Katalysator I
Tabelle 111
USA.- Patent 3 238 253
Beispiel 2
Beispiel 2
Kontaktteil
(Sek.I
Konzentration von MAL*! im Beschickunasiias
ick.I I (Molpro
zentl Ausbeule
an MAS·*)
an MAS·*)
3,6
7 0,129 32,1
41,8
41,8
63,8
47.0
47.0
Beschickungs- 1 Produktivität
geschwindigkeit von I erhaltener Melh-MAL*| i acrylsäure·····)
geschwindigkeit von I erhaltener Melh-MAL*| i acrylsäure·····)
(g, Katalysator
[I]SId.)
[I]SId.)
156,3***)
131,3***)
131,3***)
131,3***)
26,0****)
26,0****)
(g, Katalysator
!"I]StC.)
!"I]StC.)
61.6
67,4
67,4
U)IM
15,0
15,0
*) MAL = Methacrolein.
*·) MAS = Methacrylsäure.
***! Erhalten gemäß folgender Gleichung:
*·) MAS = Methacrylsäure.
***! Erhalten gemäß folgender Gleichung:
Beschickungsgeschvvindigkeit von MAL (g/Katalysator jl] Sid.)
= Beschickungsgeschwindigkeit von MAL ig Std.l χ νΤ'ΊΊ",'.". ~" '
sator(l)J
= Voi
70 |g)
des Beschickungsgases (LSId.) χ MAL-Konz. im Besch.c.-s (Molprozent) x ^-rrrr x .y—-.— ·:;-,- ,
" 22,4(1) Katalys.-Volumendl
Katalys.-Volumen (I)
lOOlMoipnv.em)
Z Kontaktzeit [>
V 360OfSeC]
V 360OfSeC]
(MAL-Konz. im Besch.gas j Molpro/cm]) 70Ig)1I 1
22,4 (I)2) Kalafys.-Volumcn (1)
') M. G. von MAL.
2\ Gas-Volumen von 1 Mol MAL auf der Basis von 1J C I atm
·***) Wert gemäß Spalte 6, Zeilen 61 bis 62 der USA.-Patentschrift 3 238 253.
··*·*) Erhalten gemäß folgender Gleichung:
Produktivität icrhull. MAS, g Katahsalor [I] Std.)
= Beschick ungsgesclvvindigkeit von MAI. (Mol Katalysator [I]SId.)
χ M G. von MAS I
MAS-Ausbeule (Molprozent)
"Tm"'
"Tm"'
_ Beschickungsueschwindigkeit von MAL (g Katalysator fl] Std.) MAS-Ausbeute (Molprozent)
70|g, "" ' V " —' "- x - ,"(,ο
_ . , Tn1-I 86(h) MAS-Ausbeule iMolprozent)
= Beschickungsgeschwindigkeit -on MAL (g.Kitalysator [I]SId.) χ 7(,Λ- x — .-.,,. ~- -—
d.i: Üeschickungsgesdiwmdigkeil von MAL i'Moi Kaiui^.iiii'i [i] Siü.
_ Beschickungsgeschwindigkeil von MAL (g Katalysator [1] Std.)
~ KiTG. von"MAL [7Ö jgj]"
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure durch Umsetzung so
von Methacrolein mit molekularem Sauerstoff in der Gasphase bei erhöhter Temperatur in Anwesenheit
eines Inertgases und eines Phosphor- und Metalloxide enthaltenden Katalysators, das dadurch gekennzeichnet
ist. daß man die Umsetzung mit einem Molverhältnis von Methacrolein zu molekularem Sauerstoff
von 1:0,1 bis 1:5.0 und einer Melhacroleinkon/entration
von I bis 25 Volumprozent bei 250 bis 450 C und einer Kontaktzeit von 0,1 bis 20 Sekunden (auf
der Basis von 0 C. I atm) in Anwesenheit eines Phosphor, Molybdän und Arsen enthaltenden O.xidkalalysalors.
in dem die Atomverhältnissc von Molybdän zu Arsen 7:1 bis 30:1 und von Molybdän
zu Phosphor 5:1 bis 30:1 betragen, durchführt.
Vorzugsweise betragen die Alomverhällni-sc im
verwendeten Katalysator von Molybdän zu Ai>en
10:1 bis 20:1 und von Molybdän zu Phosphor 10:1 bis 20:1.
Der Katalysator kann in bekannter Weise nach dem Oxidmisch verfahren, dem Eindampfungs-Trocknungsverfahren
und dem Copräcipitationsverfahren hergestellt werden. Die verschiedenen Elemente, die der
Katalysator enthält, müssen nicht notwendigerweise als Ausgangsmaterial in Form der Oxide vorliegen,
sondern sie können entweder als Metall als Mctallsalz oder in Form einer Säure oder Base vorliegen, solange
es möglich ist, diese Verbindungen schließlich durch Calcinierung in die entsprechenden Metalloxide zu
überführen. Als Beispiele sollen erwähnt werden:
Molybdänsäure, Ammoniummolybdat, Phosphormolybdänsäure,
Arsensäure, Pyroarsensäure und Phosphorsäure. Das Katalysatorpräparat wird vor seiner Verwendung vorzugsweise einige Stunden bis zu
mehreren 10 Stunden bei 300 bis 6500C und vorzugs-
weise bei 350 bis 550 C entweder in Luft, einer reduzierenden Atmosphäre oder Beschickungsgas
calcinicrt. Ein Katalysator, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird beispiels-
weise hergestellt, indem man eine wäßrige, ammoniakaüsche
Lösung, die Phosphor-, Molybdän- und Arsensäure enthält, zur Trockne eindampft und
danach das getrocknete Produkt calciniert oder indem man Molybdäntrioxid, Arsentrioxid und Phosphor-•äure
mit einer geringen Menge Wasser gut misciit, danach trocknet und diese Mischung calciniert. Es ist
nicht bekannt, in welchem Zustand die verschiedenen Elemente in dem Katalysator vorliegen. Es ist ferner
nicht bekannt, ob die verschiedenen Elemente als Mischung in Form ihrer Oxide vorliegen oder ob die
verschiedenen Elemente in gebundenem Zustand #irekt oder über Sauerstoff gebunden vorliegen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Beschickungsgas verwendet, das
Methacrolein zusammen mit molekularem Sauerstoff tnthält (technisch wird vorteilhafterweise Luft verwendet).
Weiterhin wird in das Reaktionssystem als Verdünnungsmittel ein Gas, das die Reaktion nicht
t>eeinflußt, wie beispielsweise Dampf, Stickstoff, Kohfendioxid.
Helium, Argon, gesättigte Kohlenwasserstoffe (beispielsweise Methan, Äthan, Propan, Butan
und Pentan) eingeführt. Besonders die Anwesenheit von Dampf hat einen günstigen Einfluß, da die Reaktion
stabil verläuft und bei der Umwandlung von Methacrolein sowie bei der Selektivität und der Ausbeute
an Methacrylsäure große Verbesserungen auftreten.
Obgleich der Katalysator so wie er ist oder geformt oder als Pulver verwendet werden kann, ist es ebenfalls
möglich, ihn verdünnt mit einem Verdünnungsmittel EU verwenden. Weiterhin kann der Katalysator auf·
einem geeigneten Trägermaterial abgeschieden sein.
Als Verdünnungsmittel oder Träger können Materialien verwendet werden, die bei der Umsetzung
inert sind, wie Aluminiumoxid, Siliciumkarbid, Graphit, Titandioxid, Zirkonoxid, Thoriumchlorid, Bimsstein,
Silicagel und Kieselgur, oder ein Metall, wie Aluminium. Da die Menge an Verdünnungsmittel
oder Träser, die verwendet wird, keinen wesentlichen Einfluß auf die Aktivität des Katalysators hat. kann
die Menge, so wie es gewünscht wird, gewählt werden.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird eine Temperatur von 250 bis 4500C und vorzugsweise
270 bis 4300C verwendet. Die Kontaktzeit beträgt 0,1 bis 20 Sekunden und vorzugsweise 1 bis
5 Sekunden (auf der Basis von 00C, 1 atm). Der
Reaktionsdruck liegt im Bereich von vermindertem Druck, d. h. unterhalb atmosphärischem Druck (beispielsweise
0,1 kg/cm2) bis 15 kg/cm2 und vorzugsweise bei 1 bis 10 kg/cm2. Diese Bedingungen müssen
gemäß den Umsetzungsbedingungen bestimmt werden.
Die Art der Reaktionsvorrichtung, die bei der Durchfuhrung der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, kann ein fluidisiertes, ein sich bewegendes oder ein stationäres Bett haben. Die Methacrylsäure kann
aus dem Reaktionsprodukt durch bekannte Verfahren, beispielsweise durch Kondensationsverfahren
oder durch Extraktionsverfahren mit Wasser oder geeigneten Lösungsmitteln, gewonnen werden.
Die Umwandlung von Methacrolein, die Ausbeute an gebildeter Methacrylsäure und deren Selektivität
werden in den Beispielen, wie unten definiert, angegeben.
Die Analysen wurden in allen Fällen durch gaschromatographische Verfahren durchgeführt.
.. ,. .„.. Zugefuhrtes Methacrolein (Mol) — Nicht umgesetztes Methacrolein (Mol)
Umwandlung (%) = —£ = -i-—
5 · 100
Zugefuhrtes Methacrolein (Mol)
Ausbeute (%) =
Gebildete Methacrylsäure (Mol)
Zugefuhrtes Methacrolein (Mol) 100
Selektivität (%) = —
Ausbeute
Umwandlung
100.
Beispiel 1
1. Herstellung des Katalysators
Katalysator A
47,5 g (0,01 Mol) Phosphormolybdänsäure und 2,9 g
(0,02 Mol) Arsensäure wurden in 100 cm3 15%igem wäßrigem Ammoniak gelöst. Danach wurde diese
Lösung erwärmt und unter Rühren konzentriert, bis ein schlammiger bzw. viskoser Zustand erreicht war.
Das so erhaltene schlammige Material wurde in einen Trockner gegeben, der bei 130° C betrieben wurde, und
getrocknet. Danach wurde dieses getrocknete Material auf eine Teilchengröße zerkleinert, die einem Netz mit
2,0 mm Maschenweite entsprach, und 5 Stunden bei 4000C in einem elektrischen Röhrenofen unter Durchleiten
von Luft getrocknet.
Katalysator B
Katalysator B wurde hergestellt, indem man das gleiche Verfahren wie bei der Herstellung des Katalysators
A verwendete mit der Ausnahme, daß 190,6 g (0,1 Mol) Arsenmolylxl-insäure und 9,8 g (0,1 Mol)
Phosphorsäure an Stelle von Phosphormolybdänsäure und Arsensäure verwendet wurden.
Katalysator C
173 g (1,2MoI) Molybdäntrioxid, 9,8 g (0,1 Mol) Phosphorsäure und 9,9 g (0,05 Mol) Arsentrioxid
wurden mit einer geringen Menge Wasser gut vermischt. Das entstehende schlammige Material wurde
unter den gleichen Bedingungen behandelt, wie sie bei der Herstellung des Katalysators A beschrieben
sind.
Katalysator D
235g(l,2Mol)Ammoniummolybdat, 14,2g(0,l Mol)
Arsensäure und 9,8 g (0,1 Mol) Phosphorsäure wurden gut mit einer geringen Menge Wasser gemischt. Das
entstehende schlammige Material wurde gemäß dem bei der Herstellung von Katalysator A beschriebenen
Verfahren behandelt.
Katalysator E und X
Kalalysatoren, die die in Tabelle Il angegebene Zusammensetzung besaßen, wurden unter Ver.wendung
von Molybdänsäure und Phosphorsäure in den angegebenen Mengen an Stelle von Phosphormolybdänsäure
hergestellt, indem man das gleiche Verfahren verwendete, wie bei der Herstellung von
Katalysator A. Die Katalysatoren X wurden für Vergleichszwecke hergestellt.
Die Katalysatoren A bis D besitzen alle ein Atomverhältnis der Metalle von Mo:As: P = 12:1:1.
2. Durchführung der Umsetzung
Jeweils 10 ml der zuvor erwähnten Katalysatoren wurden in einen Glasreaktor gegeben, der einen
inneren Durchmesser von 14 mm besaß, und die Oxydation von Methacrolein wurde bei den in den
Tabellen I und II angegebenen Reaktionstemperaturen durchgeführt. Das Volumenverhältnis von Methacrolein
zu Sauerstoff zu Stickstoff in dem Beschickungsgas betrug 5:7,5:87,5, und die Kontaktzeit
betrug 3,6 Sekunden.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen 1 um1.
II angegeben.
Erfindungsgemäßer
Katalysator
A
B
C
D
Tabelle I . ... . ... .._ . |
Ausbeute an | Selektivitä | |
Umwandlung von | Methacrylsäure | Methacryls | |
ieaktionstemperalur | Methacrolein | (V.) | (V.) |
(0C) | (V.) | 42,0 | 71,4 |
325 | 59,0 | 40,0 | 63,4 |
330 | 63,1 | 32,1 | 58,3 |
395 | 55,0 | 36,2 | 62,4 |
372 | 56,5 | ||
Ernndungsgcmäß
E-3
Vergleich
Vergleich
X I
X-2
X--3
X 4
X-5
X C)
X 7
X 8
X 9
X-2
X--3
X 4
X-5
X C)
X 7
X 8
X 9
Tabelle II | Atomverhältnis | Reaktionstemperatur | Umwandlung von | Ausbeute an | Selektivität Tür |
des Katalysators | I'C) | Methacrolein | Methacrylsäure | Methacrylsäure | |
<Mu:As:P) | 325 | 1%) | <%) | (%) | |
12:1:1 | 350 | 59,0 | 37,0 | 62,7 | |
12:1:0,6 | 343 | 60,1 | 36,7 | 61,0 | |
12:0,5:1 | 395 | 64,5 | 35,0 | 54,3 | |
12:1:0 | 390 | 54,0 | 13,0 | 24.1 | |
12:0:1 | 377 | 71,0 | 12,3 | 17,3 | |
12:1:0,3 | 380 | 53,2 | 17,8 | 33,4 | |
12:0,3:1 | 385 | 69,4 | 14,5 | 20,9 | |
12:0,3:0,3 | 375 | 48,7 | 10,2 | 21,0 | |
12.3:1 | 390 | 57,3 | 21,4 | 37,7 | |
12:3:2 | 392 | 61,5 | 20,0 | 32,6 | |
12:6:1 | 385 | 68,4 | 13,7 | 20,0 | |
12:1:4 | 66,7 | 19,3 | 29,0 | ||
1. Herstellung des Katalysators
Katalysator F
47.5 g (0,01 Mol) Phosphormolybdansäure und 2,9 g
(0,02 Mol) Arsensäure wurden in 150 ml ungefähr 2()%igem wäßrigem Ammoniak gelöst, und danach 5S
fügte man KH) g feuerfeste Tonerde mit einer Teilchengröße von 0,3 * 0,3 cm hinzu. Die Tonerde enthaltende
Mischung wurde dann eingedampft und gelrock net. wobei sich die Katalysatorzusammensetzung
mil der lonerde verband. Danach wurde in Luft bei 4(K) C 16 Stunden calciniert.
Katalysator G
Eine Katalysatorzusammensetzung wurde gemäß dem gleichen Verfahren, wie bei der Herstellung des (,<,
Katalysators A hergestellt mit der Ausnahme, daß man 238 g (0,05 Mol) Phosphormolybdansäure und
14,3 g (0,1 Mol) Arsensäure verwendete und bei 4(KV C 16 Stunden calcinierte. Danach wurden als Schmiermittel
2 Teile Graphit zu 100 Teilen dieser Zusammen setzung zugefügt, und man formte in einer Tablettiermaschine
Tabletten mit einem Durchmesser von 5 mn und einer Höhe von 5 mm.
Katalysator H
Katalysator H wurde gemäß dem Verfahren her gestellt, wie es zur Herstellung des Katalysators C
verwendet worden war mit der Ausnahme, d;il 15 Teile Graphit eingearbeitet wurden.
Katalysator 1
Katalysator I wurde gemäß dem Verfahren hergi stellt, wie es zur Herstellung des Katalysators G vei
wendet worden war mit der Ausnahme, daß zusätzlic zu den 2 Teilen Graphit 25 Teile metallisches Ak
miniumpulver zugefügt wurden.
Die katalytischer! Zusammensetzungen F bis
hatten in allen Fällen ein Atomverhältnis der Metal von Mo:As:P -= 12:1:1.
409 60S, 35
7 ο
ίο
2. Umsetzungsbedingungen
Jeweils 100 ml der zuvor erwähnten Katalysatoren wurden in ein Reaktionsrohr mit einem inneren
Durchmesser von 25 mm, das aus rostfreiem Stahl bestand, gegeben. Die Oxydation von Methacrolein
wurde durchgeführt, indem man in einem Metallbad erhitzte. Das Volumenverhältnis von Methacrolein zu
Sauerstoff zu Stickstoff zu Dampf in dem Beschickungsgas betrug 7:10,5:62,5:20, und die Kontaktzeit
betrug 6 Sekunden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle III angegeben.
In Tabelle IV sind Ergebnisse aufgezeigt, die man erhält, wenn man unter Verwendung der Katalysatoren
O und I eine kontinuierliche Umsetzung während längerer Zeit durchführt.
Reaktionstemperatur | Tabelle III | Ausheule all Methacrylsäure |
Tabelle iV | Reaktionszeit | Reaktionstemperatur | Umwandlung von | Ausheule an | Selektivität an Methacrylsäure |
|
Katalysator | ("C) | Umwandlung von Methacrolein |
<%> | (Tage) | Methacrolein | Methacrylsäure | (%) | ||
385 | (%> | 41,8 | <°c> | (%) | 63,4 | ||||
F | 325 | 66,0 | 61,9 | 1 | 317 | 81,0 | 57,3 | 72,0 | |
G | 331 | 86,0 | 62,4 | 10 | 317 | 77,4 | 56,2 | 71,5 | |
H | 335 | 87,3 | 63,8 | 20 | 317 | 74,4 | 54,3 | 74,0 | |
I | 86,3 | 30 | 322 | 80,0 | 57,0 | ||||
I | 328 | 82,0 | 59,4 | Selektivität | |||||
10 | 328 | 81,5 | 57.8 | Methacrylsäure | |||||
<atalysator | 20 | 328 | 75,5 | 56,2 | (V.) | ||||
30 | 85,9 | 60,3 | 70,7 | ||||||
G | 334 | 72,4 | |||||||
G | 73,0 | ||||||||
G | 71,0 | ||||||||
G | 72,4 | ||||||||
I | 71,0 | ||||||||
1 | 74,5 | ||||||||
I | 70,2 | ||||||||
I | |||||||||
I) e ι s ρ i e 1
Katalysatoren mit den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Atomverhähnissen wurden nach dem
Beispiel 1 für Katalysator E angegebenen Verfahren hergestellt. Die Durchführung der Umsetzung erfolgte \
im Beispiel 1 unter (2) angegeben.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.
Mo: As | ('-Verhältnis | Reaktionstemperatur | Umwandlung von Methacrolein |
( Cl | |||
26: | 1:4,34 | 364 | 59,8 |
28: | 3,5:1 | 393 | 51,7 |
Ausheule an
Methacrylsäure
Methacrylsäure
32,3
34,2
34,2
Selektivität tür
Methacrylsäure
Methacrylsäure
54,0
66,2
66,2
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure durch Umsetzung von Methacrolein mit molekularem Sauerstoff in der Gasphase bei erhöhter Temperatur in Anwesenheit eines Inertgases und eines Phosphor- und Metalloxide enthaltenden Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit einem Molverhältnis von Methacrolein zu molekularem Sauerstoff von 1:0.1 bis 1:5,0 und einer Methacroleinkonzentration von ! bis 25 Volumprozent bei 250 bis 450 C und einer Kontaktzeit von 0,1 bis 20 Sekunden (auf der Basis von 0c C, 1 atm) in Anwesenheit eines Phosphor, Molybdän und Arsen enthaltenden Oxidkatalysators, in dem die Atomverhältnisse von Molybdän zu Arsen 7:1 bis 30:1 und von Molybdän zu Phosphor 5:1 bis 30:1 betragen, durchführt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7915269A JPS4910652B1 (de) | 1969-10-06 | 1969-10-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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