DE2308782A1 - Verfahren zur herstellung von ungesaettigten aldehyden - Google Patents
Verfahren zur herstellung von ungesaettigten aldehydenInfo
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Description
1A-452 22. Februar 1973
ASAHI GLASS CO., LTD., Tokyo , Japan
Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Aldehyden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von unge sättigten Aldehyden mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen durch Umsetzung
des entsprechenden Olefins mit molekularem Sauerstoff in der Dampfphase in Gegenwart eines Katalysators.
Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung ungesättigter
Aldehyde durch katalytische Dampfphasenoxydation der Olefine mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen mittels molekularem
Sauerstoff in Gegenwart verschiedener Katalysatoren bekannt. In den meisten Fällen wird jedoch vorteilhafterweise Acrolein
aus Propylen, welches 3 Kohlenstoffatome hat, hergestellt. Es ist schwer, dieses Verfahren zur Herstellung von Methacrolein
aus Isobutylen als Ausgangsmaterial, welches 4 Kohlen stoffatome hat, anzuwenden. Wenn man z. B. das herkömmliche
Verfahren zur Herstellung von Acrolein aus Propylen anwendet, so erzielt man eine Selektivität hinsichtlich Acrolein von
mehr als 85 % und eine Umwandlung des Olefins von 90 bis 95 #,
was vom industriellen Standpunkt her erforderlich ist. Falls nun dieses Verfahren zur Herstellung von Methacrolein aus Iso
butylen angewandt wird, so beträgt die Selektivität hinsichtlich Methacrolein bis zu 50 Gewichtsprozent. Dieser Wert ist
vom industriellen Standpunkt her unbefriedigend. Diese unterschiedlichen Ausbeuten zeigen, daß die Reaktivität des Isobutylens
mit 4 Kohlenstoffatomen merklich geringer ist als diejenige des Propylene mit 3 Kohlenstoffatomen obwohl beide
ähnlich aufgebaute ungesättigte Kohlenwasserstoffe sind.
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Darüber hinaus ist Isobutylen merklich brennbar, so daß eine hohe Selektivität des angestrebten Produkts nur schwer erzielbar
ist.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Aldehyden mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen
in hoher Ausbeute zu schaffen, welches nicht hinsichtlich des verwendeten Olefins beschränkt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Umsetzung bei 350 0C bis 520 0C in Gegenwart eines Katalysators
aus Sauerstoff und den metallischen Komponenten von (a) Molybdän; (b) Niob und/oder Tantal; (c) Tellur und/oder
Wismuth und/oder Kobalt und/oder Wolfram und/oder Indium und/ oder Titan durchführt. Man erzielt mit diesem Verfahren hohe
Ausbeuten hinsichtlich Methacrolein und die Reaktivität des Isobultylens hinsichtlich anderer Reaktionswege wird stark
unterdrückt. Der Katalysator führt nur dann zu dem erwünschten katalytischen Effekt, wenn alle essentiellen Komponenten
vorhanden sind. Wenn dem Katalysator eine oder zwei der wesentlichen Komponenten fehlen, so ist die Aktivität des Katalysators
nur sehr gering und führt zu nur geringen Mengen des angestrebten ungesättigten Aldehyds. Somit sind derartige Katalysatoren
für die industrielle Anwendung ungeeignet.
Zusätzlich zu diesen wesentlichen Komponenten kann der erfindungsgemäße
Katalysator noch mindestens ein Oxyd der folgenden Metalle enthalten: Alkalimetall, Kupfer, Silber,
Kalzium, Magnesium, Cadmium, Blei, Arsen, Antimon, Vanadium, Chrom, Eisen, Nickel, Lanthan, Cer, Zinn, Phosphor, Bor,
Silicium, wodurch die tefcälytische Aktivität verbessert wird.
Diese Elemente sind keine wesentlichen Komponenten, sie können jedoch zusätzlich vorgesehen sein. Der angestrebte ungesättigte
Aldehyd kann mit Vorteil hergestellt werden, wenn man einen Katalysator mit diesen zusätzlichen metallischen
Komponenten anwendet.
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Wenn der Katalysator alle wesentlichen Komponenten umfaßt,
so ist die katalytische Aktivität sehr groß. Der "bevorzugte
erfindungsgemäße Katalysator hat die folgende empirische Formel, welche (in Teilen) 12 Molybdänatome enthält:
Mo12 - Xx - Yy - °a
wobei X Nb und/oder Ta bedeutet und wobei Y Te und/oder Bi
und/oder Co und/oder W und/oder In und/oder Ti bedeutet und wobei χ eine Zahl von 0,1-9 und vorzugsweise von 0,3-3
bedeutet und wobei y eine Zahl von 0,2 - 12 und vorzugsweise von 0,5-5 bedeutet und wobei d eine Zahl je nach dem Oxydationszustand
der einzelnen Komponenten bedeutet. Vorzugsweise hat d einen Wert von etwa 36 bis etwa 95 wenn jede der Komponenten
in einer hoch oxydierten Form vorliegt.
Wenn der erfindungsgemäße Katalysator die genannten zusätzlichen Komponenten enthält, so hat er vorzugsweise die folgende
empirische Formel:
M°12 - Xx - Yy - \ - °a
wobei X Nb und/oder Ta bedeutet, wobei Y Te und/oder Bi und/oder Co und/oder W und/oder In und/oder Ti bedeutet, wobei Z mindestens
eines der Elemente : Alkalimetall (Li", Na, K), Cu, Ag, Ca, Mg, Cd, B, Si, Sn, Pb, P, As, Sb, V, Cr, Fe, Ni, La, Ce,
wobei χ eine Zahl von 0,1-9 und vorzugsweise von 0,3 - 3 und y eine Zahl von 0,2 - 12 und vorzugsweise 0,5 - 5 und ζ eine
Zahl von 0,2 - 15 und vorzugsweise 0,5-5 bedeutet und wobei d eine Zahl von etwa 36 bis etwa 132 bedeutet, wenn jede der
Komponenten in einer hoch oxydierten Form vorliegt.
Wenn der erfindungsgemäße Katalysator die zusätzlichen Komponenten
aufweist, so beobachtet man zwei Verbesserungen. Eine Verbesserung besteht darin, daß die Umwandlung des Olefins
verbessert wird und die zweite besteht darin, daß die Selek-
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-A-
tivität des angestrebten ungesättigten Aldehyds je nach der
Art der zusätzlichen metallischen Komponenten erhöht wird. Die Verbesserung kann erzielt werden, ohne daß damit eine
Verringerung der Selektivität bzw. der Umwandlung einhergeht. Der erstere Effekt kann durch Zugabe von Fe, Cu, Cr, Ag oder Mg
erzielt werden. Der letztere Effekt kann durch Zugabe von Sb, As, Alkalimetall (Li, Na, K), Cd, Pb, Ce oder Ca erzielt
werden.
Bei einer Ausfiihrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der angestrebte ungesättigte Aldehyd in bemerkenswert großer Ausbeute hergestellt, wenn man einen Katalysator verwendet,
der Sauerstoff und die folgenden metallischen Komponenten enthält: (a) Mo; (b) Nb und/oder Ta; (c) Bi. Bevorzugt
sind die metallischen Komponenten (a) Mo; (b) Nb nnd/oder Ta; (c) Bi und (d) mindestens einer der Elemente Alkalimetall (Li,
Na, K ), Cu, Te, As, Sb oder Pe.
Es ist bevorzugt, einen Katalysator der empirischen Formel
einzusetzen, wobei X Nb oder Ta bedeutet und wobei a eine Zahl von 0,1-9 und vorzugsweise von 0,3 - 3 und b eine Zahl
von 1-12 und insbesondere 3-10 bedeutet und wobei d vom Oxydationszustand der metallischen Komponenten abhängt und
etwa 37 bis etwa 77 bedeutet, wenn jede Komponente in einem hoch oxydierten Zustand vorliegt. Wenn mindestens eines der
zusätzlichen Elemente Alkalimetall, Cu, Te, As, Sb oder Fe in dem Katalysator vorliegt, so ist die folgende empirische
Formel bevorzugt:
wobei X, a und b die oben angegebene Bedeutung haben und
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wobei Y1 mindestens eines der Elemente Alkalimetall, Cu,
Te, As, Sb oder Fe bedeutet und wobei c eine Zahl von 0,1 und
vorzugsweise von 0,5-5 und d eine Zahl Von etwa 37 bis etwa 114 bedeutet, wenn die Elemente in einer hohen Oxydationsstufe
-vorliegen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der angestrebte ungesättige Aldehyd durch Umsetzung des entsprechenden Olefins mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen
mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators bestehend aus Sauerstoff und den folgenden metallischen
Komponenten durchgeführt: (a) Mo; (b) Nb und/oder Ta; (o) Te.
Dabei liegen vorzugsweise die folgenden metallischen Komponenten vor: (a) Mo, (b) Nb und/oder Ta, (c) Te, (d) mindestens
einer der Elemente Alkalimetall (Li, Na, K), Cu, As, Sb oder Fe.
Es ist bevorzugt, einen Katalysator der folgenden empirischen
Formel einzusetzen
Mo12 - Xa - Iee - °d
wobei X Nb und/oder Ta bedeutet und wobei a eine Zahl von 0,2-9 und insbesondere von 0,5-3 und e eine Zahl von
0,2-5 und vorzugsweise 0,5-3 und d eine Zahl von 37 - 76 bedeutet, wenn die Elemente in einer hohen Oxydationsstufe
vorliegen.
Wenn der Katalysator mindestens eines der folgenden Elemente: Alkalimetall, Cu, As, Sb oder Fe enthält, so hat er die folgende
bevorzugte empirische Formel:
M°12 - Xa - Tee - Y"f - °d
wobei X, a und e die oben angegebene Bedeutung und Y" Alkalimetall
und/oder Cu und/oder As und/oder Sb und/oder Fe bedeutet
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lind wobei Γ eine Zahl von 0,2-9 und vorzugsweise 0,5-5
und d eine Zahl von 37 - 103 bedeutet, wenn die Elemente in einer hoch oxydierten Stufe vorliegen.
Der erfindungsgemäße Katalysator kann nach verschiedenen Methoden hergestellt werden. Bevorzugt wird der Katalysator
durch Einengen einer Lösung oder eines Suspension mit den erwünschten Komponenten und Trocknen des erhaltenen Konzentrats
hergestellt. Danach wird das getrocknete Produkt vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 400 und 600 0C und
insbesondere 450 und 550 0C während etwa 1 bis etwa 20 h
an der Luft kalziniert. Sodann wird das kalzinierte Produkt zu einer Größe von 35 - 100 Maschen/2,5 cm gemahlen, so daß
es sich flir den praktischen Gebrauch eignet. Der hergestellte
Katalysator hat eine spezifische Oberfläche von 0,1 - 50 m /g.
In einigen Fällen wird zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Katalysators mit diesem vorzugsweise ein
geeigneter Träger wie Siliciumoxyd, Siliciumoxyd enthaltende Materialien, Siliciumcarbid, Aluminiumoxyd oder dergleichen
beladen. Die Menge des Trägers liegt vorzugsweise im Bereich von 30 - 97 Gewichteprozent bezogen auf die Katalysatorbeladung.
Die genaue chemische Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Katalysators ist nicht bekannt. Es kann jedoch vernünftigerweise
angenommen werden, daß der Katalysator eine homogene Mischung der Oxyde und/oder der komplexen Oxyde der Verbindung ist.
Die Ausgangenaterialien für die einzelnen Komponenten, welche
zur Herstellung des Katalysators verwendet werden, sind im folgenden aisammengestellt; Geeignet Mo-Quellen umfassen
Ortho-, Metha- oder Paramolybdänsäure, Ortho-, Metha- oder Paramolybdate, Heteromolybdänsäuren, Heteromolybdate,
Molybdänoxyd oder dergleichen. Nioboxyd, Niobhydroxyd, NioboxaLat oder dergleichen können als Mob-Quelle und
Tantaloxyd, Tantalhydroxyd, Tantaloxalat oder dgl. können
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als Ta-Quelle verwendet werden. Wismuthoxyd, Wismuthhydroxyd,
Wismuthnitrat oder dgl. können als Bi-Quelle, Chromnitrat,
Chromoxyd, Chromate, Bichromate oder dgl. als Cr-Quelle dienen. Als W-Quelle dienen vorzugsweise Ammoniumparawolframat,
Wolframoxyd, Wolframsäure und Salze derselben oder dgl. und als Sn-Quelle dienen Zinnoxyd, Zinnhydroxyd, Zinnchlorid
oder dgl. Phosphorsäure und Salze derselben können als P-Quelle und Antimonoxyd, Antimonchlorid oder dgl. als Sb-Quelle
sowie Tellursäure und Salze derselben sowie Telluroxyd oder dgl. als Te-Quelle dienen. Ko-baltoxyd, Kolbatniträte oder dgl. können
als Co-Quelle, Indiumoxyd, Indiumnitrat oder dgl. als In-Quelle und Titanchlorid, Titanoxyd, Titanhydroxyd oder
dgl. als Ti-Quelle herangezogen werden. Die Oxyde, Nitrate, Hydroxyde
oder Ammoniumsalze können als die Quellen für die nachstehenden Elemente dienen: Alkalimetall, Cu, Ag, Mg, Ca,
Cd, Pb, As, V, Pe, Ni, La, Si, B, Ce und Th.
Bei der Herstellung des ungesättigten Aldehyds mit 3 oder Kohlenstoffatomen aus dem entsprechenden Olefin mit 3 oder
Kohlenstoffatomen kann die Reaktionstemperatür innerhalb des
Bereichs von 350 - 520 0C und vorzugsweise von 430 - 500 0C
gewählt werden und der Reaktionsdruck kann innerhalb des Bereichs von 1-10 Atmosphären (absolut) und vorzugsweise
1-5 Atmosphären (absolut) gewählt werden. Wenn der Reaktionsdruck im oberen Teil dieses genannten Bereiches liegt, so kann
die Reaktionstemperatur etwas niedriger sein. Die Kontaktzeit kann gewöhnlich zwischen 0,1 - 20 see und vorzugsweise 0,5 see
liegen. Das molare Verhältnis von Sauerstoff zu Olefin in dem dem Reaktionsgefäß zugeführten Gas liegt gewöhnlich
im Bereich von 3:1-1 : 5 und insbesondere von 3:1-1:1. Der verwendete Sauerstoff kann unter den Reaktionsbedingungen
molekular sein. Am wirtschaftlichsten verwendet man Luft als Sauerstoffquelle. In einigen Fällen wird die
Ausbeute an dem angestrebten ungesättigten Aldehyd durch Zufuhr von Dampf zu der gasförmigen Reaktionsmischung erhöht.
Die Konzentration des zugeführten Dampfes liegt vorzugsweise im Bereich von 5 - 60 i<>
und insbesondere von 10 - 30 ^
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Es ist ferner möglich, ein Inertgas, wie Stickstoff oder gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Äthan, Propan,
Butan zu der gasförmigen Reaktionsmischung zuzusetzen. Für die Durchführung der erfindungsgemäßen Reaktion kann man
jeden beliebigen Reaktor, welcher sich für eine Dampfphasenoxydation
eignet,verwenden. Man kann z. B. kontinuierliche Reaktoren oder intermittierende Reaktoren einsetzen, sowie
Festbettreaktoren oder Fließbettreaktoren.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, Methacrolein aus Isobutylen herzustellen. Bisher war es schwierig, diese Reaktion im industriellen
Maßstab durchzuführen, da die Ausbeute zu gering war. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Methacrolein
in wirtschaftlicher Weise günstig hergestellt werden, so daß hierdurch dem Methacrolein ein größeres Anwendungsgebiet erschlossen
wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Ausführungsbeispielen sind bestimmte
Elemente als mögliche Komponenten des erfindungsgemäß eingesetzten Katalysators genannt. Es können jedoch auch die anderen
möglichen Elemente eingesetzt werden, ohne daß hierdurch die Erfindung beeinträchtigt wird.
Im folgenden seien die Definitionen für die Olefinumwandlung
und für die Selektivität hinsichtlich des ungesättigten Aldehyds gegeben. Alle Analysen wurden durch Gaschromatographie
vorgenommen.
Umwandlung des = umgesetztes Olefin (Mol) ^ ^
Olefins (%) zugeführtes Olefin (Mol)
ungesättigter Aldehyd Selektivität des (gebildet;
ungesättigten => inn
Aldehyds Olef±n X 10°
(Mol)
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In den das Katalysatorsystem betreffenden Spalten der
Tabellen gemäß nachfolgender Beispiele und V.ergleichsbeispiele ist das Atomverhältnis der metallischen Komponenten
(außer Sauerstoff) angegeben.
Beispiel 1 ■
Eine Lösung von 655 g Wismuthnitrat (Bi(NO5),) in einer Mischung
von 600 ml Wasser und 120 ml 60% Salpetersäure wird unter heftigem Rühren zu einer Lösung von 318 g Ammoniummolybdat
in 600 ml Wasser gegeben. Eine Suspension von 19,9 g Nioboxyd (NbpO,-) in einer Mischung von 300 ml Wasser und 200 ml
60% Salpetersäure wird unter Rühren zu der erhitzen Aufschlämmung
gegeben. Die Mischung wird eingeengt und getrocknet. Der erhaltene Kuchen wird bei 120 0C während 16 h getrocknet und
bei 500 0C während 3 h kalziniert, wobei man einen Oxydfestkörper
mit dem Atomverhältnis für die metallischen Komponenten von Mo12BIqNb1 (außer Sauerstoff) erhält. Der Oxydfestkörper
wird gesiebt, wobei man einen Katalysator mit 35 - 100 Maschen/2,5 cm messenden Teilchen erhält. 2 ml des gesammelten
Katalysators werden gleichförmig mit 4 ml Siliciumcarbid (80 Maschen/2,5 cm) durchmischt und die Mischung wird in ein U-förmiges'
Reaktionsrohr aus Edelstahl mit 6 mm innerem Durchmesser gegeben. Das Reaktionsrohr wird in ein auf 460 0C erhitztes
geschmolzenes Salzbad gesteokt. Die gasförmige Reaktionsmischung bestehend aus 85 Volumenprozent Stickstoff, 10 Volumenprozent
Sauerstoff und 5 Volumenprozent Isobutylen wird durch das Reaktionsgefäß geleitet und die Kontaktzeit beträgt
1 see. Dabei findet die Reaktion statt. Man erzielt die folgenden Ergebnisse:
Umwandlung des Isobutylens 93,8 %
Selektivität des Methacroleins 74,4 %
Verbrennungsgrad (CO + C0„) 20,3 %.
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230878?
- ίο -
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird durchgeführt, wo hei
jedoch 33,2 g Tantaloxyd (Ta2O5) anstelle des Nioboxyds
eingesetzt werden. Man erhält einen Oxydkatalysator mit der folgenden atomaren Zusammensetzung für die metallischen
Komponenten: Mo12BIgTa1 (außer Sauerstoff) und die gasförmige
Mischung wird gemäß Beispiel 1 umgesetzt. Man erhält die folgenden Ergebnisse:
Umwandlung des Isobutylens 91,1 #
Selektivität des Methacroleins 72,0 %
Verbrennungsgrad (CO + CO2) 23,5 %.
Beispiele 3-10
Das Verfahren gemäß Beispielen 1 und 2 wird wiederholt, wobei jedoch das Oxydkatalysatorsystem gemäß Tabelle 1 eingesetzt
wird. In Gegenwart dieses Katalysators wird die gasförmige Reaktionsmisohung umgesetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle
zusammengestellt.
Bsp. Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungsw- system
Umwandlung Selektivität grad
«Γ. " faL\ fdL\ (CO + CO
3 | Mo12Bi4Nb1 | 3 | 82.3 | 75.0 | 19.7 |
4 | Mo12Bi1Nb1 | 53.2 | 79.8 | 15.5 | |
5 | Mo12Bi9Nb3 | 96.1 | 74.0 | 22.7 | |
6 | Mo12Bi9Nb7 | 5Nb0-5 | 95.6 | 73.5 | 23.1 |
7 | Mo12Bi9NbO. | 309843/1 | 92.2 | 73.6 | 19.9 |
8 | Mo12Bi4Ta1 | 78.7 | 72.4 | 24.2 | |
9 | Mo12Bi9Ta3 | 92.3 | 73.6 | 22.2 | |
10 | Mo12Bi9TaQ. | 92.6 | 73.1 | 20.8 | |
U7 | |||||
Beispiel 1 wird wiederholt, wobei das Katalysatorsystem
gemäß Tabelle 2 eingesetzt wird. Die gasförmige Reaktionsmischung wird in Gegenwart dieses Katalysators umgesetzt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungsgrad system Umwandlung (#) Selektivität (CO + GO5) (#)
00 *
i2Big 71,5 69,9 24,8
Mo12Nb, 82,6 65,8 29,1
Eine Suspension von 2,66 g Nioboxyd in 10 ml Wasser wird unter heftigem Rühren zu einer Lösung von 42,4 g Ammoniumparamolybdat
in 100 ml Wasser gegeben, so daß eine Aufschlämmung erhalten wird. 5 ml Salpetersäure werden mit 20 ml Wasser
verdünnt und unter Rühren und Erhitzen zu der Aufschlämmung gegeben. Ein Pulver von 6,35 g Telluroxyd (II) wird unter
Erhitzen und Rühren hinzugegeben und das Ganze wird eingeengt und getrocknet. Der erhaltene Kuchen wird bei 120 0C
während 12 h getrocknet und danach während 3 h bei 500 0O
kalziniert, wobei ein Oxydfestkörper mit einem Atomverhältnis der metallischen Komponenten (außer Sauerstoff) von
Mo12Fb1Te2 erhalten wird. Der Oxydfestkörper wird zerkleinert
und gesiebt, wobei Katalysator mit einer Teilchengröße von 35 - 100 Maschen/2,5 cm erhalten wird. 2 ml des gesammelten
Katalysators werden gleichförmig mit 4 ml Siliciumcarbid mit 80 Maschen/2,5 cm vermischt und die Mischung wird in
ein U-förmiges Reaktionsrohr aus Edelstahl mit 6 mm Innendurchmesser gefüllt. Das Reaktionsrohr wird in ein geschmol-
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zenes Salzbad mit 435 0C eingetaucht. Die AusgangsgasmiBchung,
bestehend aus 85 Volumenprozent Stickstoff, 10 Volumenprozent Sauerstoff und 5 Volumenprozent Isobutylen
wird durch das Reaktionsrohr mit einer Kontaktzeit von 1 see geleitet, wobei die Umsetzung stattfindet. Man erzielt
eine Isobutylenumwandlung von 82,3 % und eine Selektivität hinsichtlichdÄS Methacroleins von 70,5 $ sowie einen Verbrennungsgrad
(CO + CO2) von 23,0 %.
Beispiele 12-16
Das Verfahren gemäß Beispiel 11 wird wiederholt, wobei jedoch die Oxydkatalysatorkomponenten mit dem in Tabelle 5 aufgeführten
Atomverhältnis der metallischen Komponenten zur Umsetzung der Gasmischung herangezogen wird. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 zusammengestellt.
Bsp. Katalysator-Nr. system
Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungs-Umwandlung Selektivität grad (CO +
12 Mo12Nb1Te1 | 80.1 | 70.7 | 24.9 |
13 Mo12Nb3Te5 | 76.2 | 68.8 | 25.5 |
14 Mo12Nb^Te2 | 87.0 | 68.5 | 29.0 |
15 Mo12NbO 5^6I | 51.4 | 74.3 | 21.1 |
16 Mo12Nb1TeO1S | 69.4 | 69.0 | 26.6 |
Beisüiele 17 - 20 |
Das Verfahren gemäß Beispiel 11 wird wiederholt, wobei jedoch 11,6 g Kobaltnitrat (Co(N03)2 . 6H2O), 10,4 g Ammoniumwolframat
(5(NH4J20.12WO5.5H2O), 14,2 g Indiumnitrat (ln(NO3)3
3H2O) oder 7,5 g Titantetrachlorid anstelle des Telluroxyds
eingesetzt werden, so daß ein Oxydkatalysator mit dem in Tabelle 6 zusammengestellten Atomverhältnis zur Umsetzung
309843/1147
75.6 | 72 | .9 | 25 | .0 |
76.1 | 71. | .1 | 23 | .4 |
70.6 | 77 | .5 | 21. | ,3 |
73.2 | 75 | .8 | 20 | .4 |
der gasförmigen Mischung verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
Bsp. Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungs-Nr.
system Umwandlung Selektivität grad (CO + CO0) (*) (*) W 2
17 Mo12Nb1Co2
18 Mo12Nb1W2
19 Mo12Nb1In2
20 Mo12^Nb1Ti2
Beispiele 21 - 24
Das Verfahren gemäß Beispielen 17-20 wird wiederholt, wobei jedoch das Atomverhältnis der metallischen Komponenten im
Oxydkatalysator gemäß Tabelle 5 gewählt wird. Die gasförmige Mischung wird mit diesem Katalysator umgesetzt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 5 zusammengestellt.
Bsp. Katalysator- Isobutylen- Methycrolein Verbrennungs-Nr. system umwandlung Selektivität grad (C0+C0o)
21 | Mo12Nb0 5C05 | 83.0 | 69.0 | 24.2 |
22 | Mo12Nb2W1 | 79.7 | 75.2 | 23.5 |
23 | Mo12Nb1In5 | 65.3 | 81.0 | 12.8 |
24 | Mo12Nb0-5Ti4 | 71.2 | 72.6 | 24.7 |
309843/1 U7
Das Verfahren gemäß Beispiel 11 wird wiederholt, wobei 4,42 g Tantaloxyd anstelle von Nioboxyd eingesetzt werden.
Man erhält einen Oxydkatalysator mit dem Atomverhältnis der metallischen Komponenten (außer Sauerstoff) von
Mo12 Ta-iTe2· ^n (*eSenwar"fc dieses Katalysators wird die
Gasmischung umgesetzt. Man erzielt 81,8 fo Isobutylenumwandlung
und eine Selektivität des Methacrolein von 67,3 # und einen Verbrennungsgrad von 25,6 $>.
Beispiele 26 - 28
Das Verfahren gemäß Beispiel 25 wird wiederholt, wobei das Atomverhältnis der metallischen Komponenten gemäß Tabelle
gewählt wird. Mit diesem Katalysator wird die Gasmischung umgesetzt. Man erzielt die Ergebnisse gemäß Tabelle 6.
Katalysator-
system |
Tabelle | 6 | Methacrolein- Selektivität |
Verbrennungsgrad (CO+CO9) W2 |
|
Mo12Ta5Te5
Mp12TaSTe2 |
68.3
70.8 65.2 |
25.5
21.4 27.8 |
|||
Bsp.
Nr. |
Beispiele 29 - 32 | Isobutylen- Umwandlung W) |
|||
26
27 28 |
82.6
79.1 87.0 |
||||
Das Verfahren gemäß Beispiel 11 wird wiederholt, wobei Jedoch die gasförmige Mischung mit einem Oxydkatalysator mit der
Atomzusanmensetzung der metallischen Komponenten gemäß Tabelle
9 umgesetzt wird. Man erzielt die Ergebnisse gemäß Tabelle
309843/1U7
- 15 Tabelle 7
Bsp. Katalysator Nr. system
Isobutylen- Methacroleinumwandlung Selektivität
Verbrennungsgrad (CO+COJ W2
29 | Mo12Ta1Co2 | 1 | 77.9 | 71. | ,0 | 21. | .8 |
30 | Mo12Ta2W1 | 80.5 | 66 | .1 | 30 | .7 | |
31 | Mo12Ta1In5 | 70.4 | 75 | .3 | 20 | .2 | |
32 | Mo12TaITi2 | 76.2 | 70 | .3 | 27 | .9 | |
Verfijleichsbeispiele II - | - 8 | ||||||
Das Verfahren gemäß Beispiel 11 wird wiederholt, wobei jedoch die Gasmischung in Gegenwart des Oxydkatalysators mit dem Atom—
verhältnis der metallischen Komponente gemäß Tabelle 8 umgesetzt wird. Man erzielt die Ergebnisse, welche in Tabelle 8
zusammengestellt sind.
Vergl. Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungs-Bsp.
system ()
Nr.
umwandlung Selektivität grad (CO+COp)
Π-1 | Mo12Te2 | 19.9 | 72.6 | 22.5 |
n-2 | Mo12Nb1 | 65.2 | 61.0 | 28.9 |
II-3 | Mo12Ta1 | 67.1 | 64.4 | 29.3 |
Π-4 | Mo12W2 | 43.0 | 60.1 | 27.7 |
Π-5 | Mo12Co2 | 48.9 | 50.8 | 41.5 |
II-6 | Mo12In2 | 27.2 | 69.6 | 27.4 |
n-7 | Mo12NbiPi | 18.0 | 40.1 | 55.6 |
Π-8 | Mo12Nb1Sb2 | 27.5 | 49.7 | 46.3 |
309843/1147
Eine lösung von 655 g Wismutnitrat (Bi(NO5),.5HpO) in einer
Mischung von 600 ml Wasser und 120 ml 60 % Salpetersäure
wird unter heftigem Rühren zu einer Lösung von 3^8 g Ammoniumparamolybdat
in 600 ml Wasser gegeben. Ein Pulver von 23,9 g Telluroxyd (TeO2) wird langsam zu der erhitzten erhaltenen
Aufschlämmung gegeben. Eine Suspension von 19,9 g Nioboxyd (Nb2O1-) in einer Mischung von 200 ml Wasser und 19,9 g Salpetersäure
wird ferner hinzugegeben. Die Mischung wird eingeengt
und getrocknet. Der erhaltene Kuchen wird bei 120 0C
während 16 h getrocknet und danach während 3 h bei 500 0C
kalziniert, wobei man einen Oxydfestkörper mit dem Atomverhältnis der metallischen Komponenten (außer Sauerstoff) von
Mo^Bi-lib..Te1 ernal"ten wird. Der Oxydfestkörper wird gesiebt,
wobei man ein Katalysatorpulver von 35 - 100 Maschen/2,5 cm erhält. Die gasförmige Mischung wird in Gegenwart dieses Kfcalysators
gemäß Beispiel 1 umgesetzt. Man erzielt die folgenden Ergebnisse:
Umwandlung des Isobutylens 88,3 %
Methacroleinselektivität 83,6 %
Verbrennungsgrad (GO+CO2) 14,0 $>.
Das Verfahren gemäß Beispiel 33 wird wiederholt, wobei jedoch ein Katalysator mit dem folgenden Atomverhältnis der
metallischen Komponenten (außer Sauerstoff) verwendet wird: Mo12Bi9Ta1Te1. Hierbei ist das Nioboxyd durch 33,2 g Tantaloxyd
(Ta2O5) ersetzt. In Gegenwart dieses Katalysators wird
die gasförmige Mischung umgesetzt. Die folgenden Ergebnisse werden erzielt:
Umwandlung des Isobutylens 87,0 $>
Methacroleinselektivität 73,9 #
Verbrennungsgrad (CO + CO2) 21,2 #.
309843/1U7
Beispiele 35- 41
Die Beispiele 33 und 34 werden wiederholt, wobei jedoch eine Lösung von 60 g Chromnitrat (Cr(NO-),.9H2O) in 500 ml
Wasser; e"in Pulver von 39,2 g Ammoniumparawolframat; ein Pulver von 22,6 g Zinnoxyd (SnO2);eine Lösung von 17,3 g
85%iger Phosphorsäure nnd 100 ml Wasser; oder ein Pulver von 21,8 g Antimonoxyd (Sb3O,) anstelle des Telluroxyds eingesetzt
werden, so daß ein Oxydkatalysator mit der in der Tabelle 9 angegebenen Atomzusammensetzung der metallischen Komponenten
gewonnen wird. Dieser Katalysator wird zur Umsetzung der gasförmigen Mischung herangezogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle
9 zusammengestellt.
Bsp. Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungsgrad
Nr. system umwandlung Selektivität (CO+CO«)
35 | Moi2Bi9NbiCri | 88.6 | 79.0 | 16.1 |
36 | Mo12Bi9Nb1Wi | 78.9 | 85.2 | 10.7 |
37 | Mo12Bi9Nb1Sn1 | 91.8 | 78.8 | 17.0 |
38 |
Mo12Bi9Nb1P1
0 |
90.5 | 78.3 | 16.6 |
39 | Mo12Bi9Nb1Sb1 | 87.1 |
80.4
• |
15.3 |
40 | Mo12Bi9Ta1W1 | 96.6 | 71.7 | 22.3 |
41 | Mo12Bi9Ta1Sb1 | 76.0 | 78.3 | 16.5 |
Beispiele 42-57 |
Das Verfahren gemäß Beispielen 33 - 40 wird wiederholt, wobei jedoch die gasförmige Mischung mit dem Oxydkatalysator mit
der Atomzusammensetzung der metallischen Komponenten gemäß Tabelle 10 gemäß Beispiel 1 umgesetzt wird. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 10 zusammengestellt.
309843/1147
Tabelle | 86.3 | 10 | Verbrennungsgrad | |
62.9 |
(CO-CO9)
(#) 2 |
|||
Bsp. | 95.0 | Methacrolein- | 14.3 | |
Nr. | Katalysator- Isobutylen- | 85.6 | selektivität (*) |
10.8 |
42 | system umwandlung W |
86.2 | 82.1 | 18.4 |
43 | Mo12Bi9Nb1Te3 | 94.8 | 85.7 | 22.2 |
44 | Mo12Bi9Ta1Te7 | 79.2 | 76.2 | 12.6 |
45 | Mo12Bi9Nb3Te1 | 83.7 | 73.5 | 19.9 |
46 | Mo12Bi1Nb3Te1 | 92.0 | 82.3 | 21.3 |
47 | Mo12Bi9TaQ t3 Te1 | 87.7 | 75.4 | 14.7 |
48 | Mo12Bi9Nb1CrS | 60.3 | 74.4 | 14.8 |
49 | Mo12Bi1Nb1CrS | 65.1 | 81.6 | 16.2 |
50 | Mo12Bi9Ta1W5 | 89.4 | 80.8 | 16.1 |
51 | Mo12Bi9Nb5W1 | 85.3 | 82.2 | 9.5 |
52 | Mo12Bi9Nb1W0 5 | 89.8 | 79.8 | 13.1 |
53 | Mo12Bi9Ta1P5 | 92.3 | 87.6 | 9.8 |
54 | Mo12Bi9Nb1Sb5 | 82.0 | 17.3 | |
55 | Mo12Bi9Ta5Sb1 | 85.1 | 16.3 | |
56 | Mo12Bi9Nb3Sb5 | 81.3 | ||
57 | Mo12Bi9Nb1SbC5Te015 | 79.8 | ||
Mo12Bi9Ta1Te0, 5W0. 5 | ||||
Beispiele 58 - 65 : | ||||
Gemäß Beispielen 1-10 und 33 wird ein Oxydkatalysator mit
dem Atomverhältnis der metallischen Komponenten gemäß Tabelle
11 hergestellt. Gemäß Verfahren 1 wird die gasförmige Reaktionsmischung in Gegenwart des Katalysators bei einer Temperatur
von 470 C umgesetzt, wobei Propylen anstelle von Isobutylen vorliegt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 zusammengestellt.
309843/1 147
- 19 Tabelle 11
Bsp. Katalysator- Propylen- Acrolein- Verbrennungsgrad
Nr. system umwandlung Selektivität (C0+C0o)
58 | MOi2Bi9Nb1 | 95.3 | 79.1 | 13.8 |
59 | MOi2Bi9Ta1 | 90.5 | 78.9 | 14.3 |
60 | 93.7 | 87.0 | 9.4 | |
61 | MOi2Bi9Ta1Cr1 | 94.4 | 85.7 | 11.5 |
62 | MOi2Bi9Ta1W1 | 90.3 | 89.2 | 7.9 |
63 | MOi2BIgTa1Sn1 | 98.2 | 82.6 | 14.0 |
64 | Mo12BIgTa1P1 . | 93.8 | 84.4 | 12.2 |
65 | MO12Bi9Nb1Sb1 | 93.0 | 86.9 | 10.3 |
Beispiele 66 - 70 |
Das Verfahren gemäß Beispielen 11-32 wird mit dem Katalysatorsystem
der Atomzusammenaetzung der metallischen Komponenten
gemäß Tabelle 12 wiederholt. In Gegenwart dieses Katalysators wird die gasförmige Mischung umgesetzt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 12 zusammengestellt.
Bsp. Katalysator- Isobutylen- Methacrolein Nr. System umwandlung Selektivität
(5t)
Verbrennungsgrad (C0+C0o)
66 | Mo12Nb1Te0 5Ta2 | 80.3 | 70.1· | 26.3 |
67 | MOi2Nb1Te2In2 | 75.7 | 80.5 | 11.0 |
68 | MOi2Nb1Te2Co2 | 94.4 | 76.0 | 19.4 |
69 | Mo12Ta1Co1Ti1 | 82.8 | 71.2 | 27.5 |
70 | MOi2Ta1Te2W2 | 99.8 | 75.6 | 20.7 |
3098 A3/ 1 U7
Eine Suspension von 2,66 g Nioboxyd (Nb?O[-) in 10 ml Wasser
wird unter heftigem Rühren zu einer Lösung von 42,4 g Ammoniumparamolybdat in 100 ml Wasser gegeben, so daß eine Aufschlämmung
entsteht. 5 ml Salpetersäure werden mit 20 ml Wasser verdünnt und unter Rühren und Erhitzen zu der Aufschlämmung
gegeben. Ein Pulver von 5,80 g Antimonoxyd (SbpO,) und 6,35 g Telluroxyd (TeO?) werden hinzugegeben und das
Ganze wird gerührt und erhitzt und eingeengt und getrocknet. Der erhaltene Kuchen wird bei 120 0C während 12 h getrocknet
und während 3 h bei 500 0C kalziniert, so daß ein Oxydfestkörper
mit der Atomzusammensetzung der metallischen Komponenten (außer Sauerstoff) von Mo12Nb1Te3Sb2 erhalten wird. Der
Oxydfestkörper wird gemahlen und gesiebt, wobei ein Katalysator mit 35 - 100 Maschen/2,5 cm erhalten wird. 2 ml des
Katalysators werden gleichförmig mit 4 ml Siliciumcarbid mit 80 Maschen/2,5 cm vermischt und die Mischung wird in ein
U-förmiges Reaktionsrohr aus Edelstahl mit 6 mm Innendurchmesser gefüllt. Das Reaktionsrohr wird in ein geschmolzenes
Salzbad von 435 °C getaucht. Eine gasförmige Ausgangsmischung
aus 85 Volumenprozent Stickstoff, 10 Volumenprozent Sauerstoff und 5 Volumenprozent Isobutylen wird bei einer Kontaktzeit
während 1 see durch das Reaktionsrohr geleitet. Man erzeilt 71,6 # Umwandlung des Isobutylens und 89,5 % Selektivität
des Methacrolein sowie 6,1 $ Verbrennungsgrad (00+CO2).
Beispiele 72 - 79
Beispiel 71 wird wiederholt, wobei jedoch ein Oxydkatalysator mit der Atomzusammenstzung der metallischen Komponenten gemäß
Tabelle 13 eingesetzt wird. Dieser wird durch Zugabe einer Lösung oder einer Suspension von 4,60 g Arsenoxyd (As2O )
309843/1U7
0,96 g Lithiumhydroxyd (LiOH); 1,60 g Natriumhydroxyd
(NaOH); 2,24 g Kaliumhydroxyd (KOH); 12,3 g.Cadmiumnitrat
(Cd(NO3)2.4H2O); 6,64 g Bleinitrat (Pb(NO3)2); 17,4 g
Ammoniumcernitrat (Ce(NO,),.2NH4NO3.2HpO) oder 2,96 g
Kalziumhydroxyd (Ca(OH2)) in 50 ml Wasser anstelle des
Antimonoxyds (Sb2O-) zugesetzt werden. In Gegenwart dieses
Katalysators wird die Gasmischung umgesetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 zusammengestellt. Es wurde gefunden, daß
die Selektivität des Methacroleins bei Verwendung dieses Oxydkatalysators sehr groß ist.
• | Tabelle 13 |
71.4
82.1 |
82.9
80.3 |
Verbrennungsgrad | |
77.8 | 83.4 |
14.7
14.8 |
|||
Bsp« Nr. |
80.1
83.6 |
81.9
77.3 |
10.2 | ||
72
73 |
68.4
72.6 81.5 |
87.5
82.7 81.6 |
B.O
21.8 |
||
74 | , Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- system umwandlung Selektivität (*) (*) |
10.4
14.1 D.9 |
|||
75
76 |
Mo12Nb1Te2As2 | ||||
77
78 79 |
Mo12Nb1Te2Na2 | ||||
Mo12Nb1Te2K2 | |||||
. Mo12Nb1Te2Pb2
Mo12Nb1Te2Ce2 Mo12NbITe2Ca2 |
|||||
Beispiele 80-84 |
Beispiel 76 wird wiederholt, wobei jedoch ein Oxydkatalysator mit einer Atomzusammensetzung der metallischen Komponenten
gemäß Tabelle 14 verwendet wird. Dieser Katalysator wird durch Zugabe einer Lösung oder einer Suspension von 3,20 g
Eisenoxyd (Pe2O5); 9,66 g Kupfernitrat (Cu(NO3)2#3H2O); 16,Og
Chromnitrat (Cr(NO3)3#9H3O); 6,80 g Silbernitrat (AgNO3); oder
10,3 g Magnesiumnitrat (Mg(NOj)2.6H3O) in 50 ml Wasser anstelle
30 9843/1 U7
des Antimonoxyds eingesetzt wird. In Gegenwart dieses Katalysators
wird die Gräsmischung umgesetzt. Die Ergebnisse Sind in Tabelle 14 zusammengestellt. Es wurde gefunden, daß
die Umwandlung des Isobutylens in Gegenwart dieses Oxydkatalysators sehr groß ist.
Bsp. Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungsgrad Nr. system umwandlung Selektivität (CO+CO_)
Cf") (*) (36) 2
80 | Mo12NbITe2Fe2 | 96.1 | 75.8. | 20 | .2 |
81 | Moi2NbiTe2Cu2 | 93.5 | 76.6 | 21. | 4 |
82 | MOi2NbJTe2Cr2 | 95.3 | 70.3 | 23 | .8 |
83 | Mo12NbITe2Ag2 | 98.7 | 70.3 | 25 | .0 |
84 | MO12Nb1Te2Mg2 | 97^8 | 76.3 | 21. | 0 |
Beispiele 85 - 88 |
Beispiel 71 wird wiederholt, wobei jedoch ein Oxydkatalysator mit einer Atomzusammensetzung der metallischen Komponenten
gemäß Tabelle 15 gewählt wird. Dieser wird durch Zugabe einer Lösung oder einer Suspension von 11,6 g Nickelnitrat (Ni(NO^)2.
6H2O); 4,68 g Ammoniumvanadat (NH4VO3); 17,3 g Lanthannitrat
(La(NO3),.6H2O); oder 22,1 g Thoriumnitrat (Th(NO3)^H2O)
in 50 ml Wasser anstelle des Antimonoxyds eingesetzt. In Gegenwart dieses Katalysators wird die Gasmischung umgesetzt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 15 zusammengestellt.
309843/1 1 47
Bsp. Katalysator - Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungs-Nr.
system "umwandlung Selektivität grad (00+CO0)
85 | Mo12Nb1Te2Ni2 | 87.9 | 74.5 | 24.9 |
86 | Mo12Nb1Te2V2 | 85.2 | 73.0 | 20.5 |
87 | Mo12Nb1Te2La2 | 84.3 | 77.4 | 20.8 |
88 | Mo12Nb1Te2Th2 | 88.2 | 73,6 | 24.3 |
Beispiele 89 - 102 |
Das Verfahren gemäß Beispiel 17 wird wiederholt, wobei jedoch ein Oxydkatalysator mit einer anderen Atomzusammensetzung
der metallischen Komponenten, hergestellt gemäß Beispielen 71 - 79, verwendet wird. In Gegenwart dieses Katalysators
wird die Gasmischung umgesetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 16 zusammengestellt.
Katalysator Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungsgrad | , 0&) selektivität(70 (00+CO2) (#) | 80.6 | 13.6 | |
Bsp. | system umwandl. | 78.1 | 87.0 | 8.3 |
Nr. | Mo12Nb1Te2SbQ1O | 68.0 | 77.8 | 21.8 |
89 | Mo12Nb1Te1Sb2 | 85.9 | 85.5 | 11.4 |
90 | Mo12Nb3Te1Sb2 | 65.9 | 83.9 | 13.8 |
91 | Mo12Nb1Te1ASo | 77.0 | 79.3 | 14.1 |
92 | Mo12Nb3Te2As3 | 80.5 | 80.3 | 13.8 |
93 | Mo12Nb1Te2LiO-S | 85.2 | 82.7 | 10.6 |
94 | Mo12Nb2Te2Na1 | 83.4 | 84.7 | 10.5 |
95 | Mo12Nb1Te1Na2 | 77.4 | 79.2 | 16.0 |
96 | Mo12Nb1Te5K0-S | 78.1 | 74.8 | 17.5 |
97 | Mo12Nb1Te1Cd5 | 82.5 | 83.1 | 16.2 |
98 | Mo12Nb1Te2Cd0 5 | 75.2 | 80.4 | 18.4 |
99 | Mo12Nb1Te2Pb0 5 | 75.5 | 83.1 | 16.2 |
100 | Mo12Nb2Te2Ce1 | 75.2 | ||
101 | Mo12Nb1Te2Ca3 | |||
102 | ||||
3098A3/1U7
Beispiele 103 - 112
Das Verfahren gemäß Beispiel 71 wird wiederholt, wobei jedoch
der Oxydkatalysator mit einer anderen Atomzusammensetzung der Metallkomponenten, hergestellt gemäß Beispielen 80 - 84,
eingesetzt wird. In Gegenwart dieses Katalysators wird die Gasmischung umgesetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 17
zusammengestellt.
zusammengestellt.
Katalysator | Isobutylen- | Methacrolein- | Verbrennungs | |
Bsp. | system | umwandlung (*) |
selektivität | grad ((30+CO0) W) 2 |
Nr.. | Mo12Nb1Te2Fe0 5 | 88.4 | 78.2 | 15.1 |
103 | Mo12Nb1TeSFeSSb | 90.1 | 74.2 | 20.9 |
104 | Mo12NbCsTe2Fe2 | 88.0 | 76.5 | 21.9 |
105 | Mo12Nb1Te1Cu1 | 91.7 | 78.0 | 20.9 |
106 | Mo12Nb3 Te^jCu3 | 89.1 | 72.6 | 25.3 |
107 | Mo12Nb2Te2Cr1 | 94.3 | 75.2 | 22.0 |
108 | Mo12Nb2Te2Cr0-S | 91.7 | 77.9 | 21.4 |
109 | Mo12Nb1Te2Ag1 | 96.7 | 70.9 | 23.7 |
110 | Mo12Nb1Te2Mg1 | 95.1 | 75.9 | 20.0 |
Ul | Mo12Nb1Te2Fe2Sb2 | 99.0 | 76.9 | 21.1 |
112 | Beispiele 113- 117 | |||
Das Verfahren gemäß Beispiel 71 wird wiederholt, wobei jedoch ein Oxydkatalysator mit einer anderen Atomzusammensetzung
der metallischen Komponenten, hergestellt gemäß Beispielen 85 - 88, verwendet wird. In Gegenwart dieses Katalysators
wird die Gasmischung umgesetzt. Man erzielt die Ergebnisse gemäß Tabelle 18.
wird die Gasmischung umgesetzt. Man erzielt die Ergebnisse gemäß Tabelle 18.
309843/1 U7
Tatelle 18
Bsp. Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungsgrad Nr. system umwandlung Selektivität (00+CO0)
113 | Mo12Nb2Te2Ni0 5 | 86.3 | 76.5 | 18.3 |
114 | Mo12Nb2 Τβ2 Vi | 88.7 | 74.2 | 23.4 |
115 | MOi2Nb1Te3V0^ | 79.6 | 75.5 | 20.7 |
116 | MOi2Nb0 5Te1LaI | 85.8 | 75.4 | 19.8 |
117 | MOi2NbITe5ThS | 85.0 | 73.6 | 17.2 |
Beispiel 118 |
Das Verfahren gemäß Beispiel 71 wird wiederholt, wobei jedoch der Oxydkatalysator mit einem Atomverhältnis der metal
lischen Komponenten von Mo12Ta1Te3Sb2, hergestellt aus
4,42 g Tantaloxyd (Ta2O5) anstelle von Nioboxyd eingesetzt
wird. In Gegenwart dieses ,Katalysators wird die Gasmischung umgesetzt. Man erhält eine Umwandlung des Isobutylens von
73,2 1° und eine Selektivität hinsichtlich des Methacroleins
von 85,9 % sowie einen Verbrennungsgrad von 13,3 1°.
Beispiele
119
- 131
Das Verfahren gemäß Beispiel 71 wird wiederholt, wobei ein Oxydkatalysator mit einem Atomverhältnis der Metallkomponenten
gemäß Tabellen 19, 20 und 21, hergestellt aus 4,42 Tantaloxyd anstelle von Nioboxyd gemäß Beispielen 72 - 88 verwendet
wird. In Gegenwart dieses Katalysators wird die Gasmischung umgesetzt. Man erzielt die Ergebnisse gemäß Tabelle 19,
20 und 21. Wenn der Katalysator gemäß Tabelle 19 eingesetzt wird, so erzielt man eine sehr große Selektivität für Methacrolein.
Wenn der Katalysator gemäß Tabelle 20 eingesetzt wird, so erzielt man eine sehr hohe Umwandlung hinsichtlich
Isobutylen.
309843/1U7
230&782
- 26 Tabelle 19
Bsp. Katalysator Nr. system
Isobutylenumwandlung
Mäiiacrolein- Verbrennungsgrad
Selektivität (00+CO0) W (*) 2
119 | MOi2Ta1Te2ASs | 74.3 | 83 | .7 | 14.4 |
120 | Mo12TaJTe1Na2 | 77.1 | 81 | .1 | 17.6 |
121 | Mo12Ta1Te2Pb0 5 | 75.3 | 82 | .6 | 15.1 |
122 | Mo12Ta1Te2Ce2 | 82.8 | 73 | .6 | 25.9 |
123 | Mo12Ta1Te1Ca2 | 79.5 | 80 | .4 | 14.7 |
Bsp. Katalysator-Nr.
system
Isobutylen-•limwandlung
00
Methacrolein- Verbrennungsgrad Selektivität (C0+C0o)
(%) <*) 2
124 | Mo12Ta1Te2Cu2 | 91.5 | 70.0 | 21.2 |
125 | MOi2TaITe2Cr1 | 92.4 | 69.4 | 19.0 |
126 | Mo12Ta1Te2Ag0 5 | 91.4 | 71.5 | 24.0 |
127 | Mo12Ta1Te2Mg2Co0 5 | 90.3 | 70.9 | 25.6 |
128 | Mo12Nb0 5Ta0-5Te2Mg1 | 95.7 | 71.0 | 20.3 |
129 | Mo12Nb1TaCsTe5Mg2 | 87.6 | 72.3 | 24.9 |
Tabelle 21 |
Bsp. Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungsgrad Nr. system umwandlung Selektivität (CO+CO9)
DO Mo12Ta1Te3V2
Mo12Ta1Te2Th2
Mo12Ta1Te2Th2
85.1 87.5
70.3
71.0
71.0
21.5 22.4
309843/1 U7
Das Verfahren gemäß Beispiel 76 wird wiederholt, wobei ein Oxydkatalysator mit einem Atomverhältnis der metallischen
Komponenten gemäß Tabelle 22 eingesetzt wird. Dieser Katalysator wird gemäß Beispielen 79 - 96 hergestellt. In Gegenwart
des Katalysators wird die Gasmischung umgesetzt. Man erzielt die Ergebnisse gemäß Tabelle 22.
Vergl. Katalysator- Isobutylen- Methacrolein- Verbrennungs-Bsp.
system ' umwandlung Selektivität grad(C0+C0o)
Nr. W) W) T*) 2
ΠΙ-1 | Mo12Nb1Te2Sn2 | 77.3 | 52.8 | 37.2 |
ΠΙ-2 | Mo12Nb1Te2Pd2 | 62.1 | 51.7 | 48.0 |
ΙΠ-3 | Mo12Nb1Te2P1 | 17.9 | 50.4 | 51.4 |
m-4 | Mo12Te2Ce2 | 48.5 | 75.2 | 29.7 |
ΠΙ-5 | Mo12Te2Co2 | 25.3 | 86.0 | 12.6 |
ΠΙ-6 | Mo12Nb1Fe1Sb2 | 46.0 | 51.3 | 45.1 |
ΙΠ-7 | Mo12Nb1Te2 | 82.3 | 70.5 | 23.0 |
ΠΙ-8 | Mo12Ta1Te2 | 81.8 | 67.3 | 25.6 |
Beispiel | 132 |
Das Verfahren gemäß Beispiel 71 wird wiederholt, wobei 6 ml des Oxydkatalysators mit dem Atomverhältnis der metallischen
Komponenten von Mo12Nb1Te2Sb2 ohne DurchmischungmLt Siliciumcarbid
eingesetzt wird. Die Kontaktzeit beträgt 3 see und die gasförmige Mischung wird in Gegenwart dieses Katalysators umgesetzt. Man erzielt eine Isobutylenumwandlung von 94,5 % und
eine Methacroleinselektivität von 89,1 ί° sowie einen Verbrennungsgrad
von 6,9 io.
30 984 3/1147
Das Verfahren gemäß Beispiel 76 wird mit 6 ml des Oxydkatalysators
der Atomzusammensetzung der metallischen
Komponenten von Mo12Nb1Te2Fe2 gemäß Beispiel 85 wiederholt,
wobei jedoch kein Siliciumcarbid zugemischt wird. Die Kontaktzeit beträgt 3 see und die Temperatur des
geschmolzenen Salzbads beträgt 395 0G. Die gasförmige Mischung wird in Gegenwart dieses Katalysators umgesetzt.
Man erzielt 96,7 % Umwandlung des Isobutylens und 74,5 %
Methacroleinselektivität sowie 18,1 a/° Verbrennungsgrad.
Beispiele 134 - 158
Das Verfahren gemäß Beispiel 11 wird wiederholt, wobei jedoch Propylen anstelle von Isobutylen eingesetzt wird und
wobei das geschmolzene Salzbad auf 400 0C erhitzt wird.
Die Gasmischung wird in Gegenwart des Oxydkatalysators gemäß Beispielen 11, 19, 29 und 67 umgesetzt. Man erhält die Ergebnisse
gemäß Tabelle 23.
Katalysator system |
Propylen- umwandlung |
Acrolein- selektivität |
Verbrennungsgrad (co+co2) |
|
Bsp. Nr. |
Mo12Nb1Te2 | 90.3 | 82.6 | 15 3 |
134 |
MOj2Nb]In2
M Oj2 TajCo2 |
87.3
92.4 |
79.0
78.6 |
15.9
18.7 |
135
136 |
Moj2NbjTe2In2 | 89.8 | 80.3 | 15.0 |
137 | Mo12NbJTa05Te2 | 89.4 | 81.0 | 16.1 |
138 | ||||
309843/1 U7
Beispiele 139 - 145
Das Verfahren gemäß Beispiel 76 wird wiederholt, wobei jedoch Propylen anstelle von Isobutylen eingesetzt wird.
Man verwendet den Katalysator gemäß Tabelle 23 und man erhitzt das Bad aus geschmolzenem Salz auf 400 0C. In Gegenwart dieses
Katalysators wird die Gasmischung umgesetzt. Man erzielt die Ergebnisse gemäß Tabelle 24. ,
Bsp. Katalysatorsy- Propylen- Acrolein- Verbrennungsgrad Nr. stein umwandlung Selektivität (00CO)
W) W) W)
139 | Mo12Nb1Te2Sb2 | 85.0 | Mo^NDlTaO-STeSMg2 | 94.8 | 91.6 | 4.2 |
140 | Mo12Nb1Te2Fe2 | 98.8 | 83.6 | 12.5 | ||
141 | Mo12Nb1Te2Na2 | 87.2 ' | 85.0 | B.I | ||
142 | Mo12Nb1 Te2Cu2 | 96.2 | 84.9 | 11.0 | ||
143 | Mo12Ta1Te2Sb2 | 87.0 | 88.4 | 10.1 | ||
144 | Mo12Nb0 5Ta05Te2Mg1 | |||||
86.1 | 12.9 | |||||
145 | 97.2 | |||||
86.8 | 13.0 |
309843/1 1 4 7
Claims (10)
- - 30 PATENTANSPRÜCHE1J Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Aldeiyden mit 3-4 Kohlenstoffatomen durch Umsetzung des entsprechenden Olefins mit molekularem Sauerstoff in der Dampfphase in Gegenwart eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung bei einer Temperatur von 350 0C - 520 0C und in Gegenwart eines Katalysators bestehend aus Sauerstoff und den metallischen Komponenten: (a) Molybdän; (b) Niob und/ oder Tantal; (c) Tellur und/oder Wismuth und/oder Kobalt und/oder Wolfram und/oder Indium und/oder Titan durchgeführt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator der empirischen FormelM°12 - Xx - Yy - °ieingesetzt wird, wobei X Nb und/oder Ta und Y Te und/oder Bi und/oder Co und/oder W und/oder In und/oder Ti bedeutet und wobei χ 0,1 - 9, y 0,2 - 12 und d etwa 36 - 95 bedeuten.
- 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Sauerstoff zu Olefin im Bereich von 3 : 1 bis 1 : 5 liegt und daß der Reaktionsdruck im Bereich von 1-10 Atmosphären liegt und daß die Kontaktzeit im Bereich von 0,1 - 20 see liegt.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator mit mindestens einer der folgenden zusätzlichen Komponenten eingesetzt wird: Alkalimetall, Kupfer, Silber, Kalzium, Magnesium, Kadmium, Blei, Arsen, Antimon, Vanadium, Chrom, Eisen, Nickel, Lanthan, Cer, Zinn, Phosphor, Bor oder Silicium.30 9843/1 U7
- 5. . Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator mit der folgenden empirischen FormelM°12 - Xx - Yy - \ - °deingesetzt wird, wobei X Nb und/oder Ta und Y Te und/oder Bi und/oder Co und/oder W und/oder In und/oder Ti bedeuten und wobei Z mindestens eines der Elemente Alkalimetall (Li, Na, K), Cu, Ag, Ca, Mg, Cd, Pb, As, Sb, V, Cr, Fe, Ni, La, Ce, Sn, P, B oder Si bedeutet und wobei χ eine Zahl von 0,1 - 9» y eine Zahl von 0,2 - 12, ζ eine Zahl von 0,2 - 15 und d eine Zahl von etwa 36 bis etwa 132 bedeutet.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator der Zusammensetzung. Mo12 -Xa - Bib-°deingesetzt wird, wobei X Nb und/oder Ta bedeutet und wobei a eine Zahl von 0,1 -9 und b eine Zahl von 1-12 und d eine Zahl von etwa 37 - etwa 77 bedeuten.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator der FormelMo12 - Xa - Bib - Ytc - °deingesetzt wird, wobei X, a und b die oben angegebene Bedeutung haben und wobei Y1 mindestens eines der Elemente Alkalimetall, Cu, Te, As, Sb oder Fe und wobei c eine Zahl von 0,1 - 15 und d eine Zahl von etwa 37 - 114 bedeutet.309843/1 U7
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator der Formel■ M°12 - xa - Tee - °deingesetzt wird, wobei Y Nb und/oder Ta bedeutet und wobei a eine Zahl von 0,2-5, e eine Zahl von 0,2-9 und d eine Zahl von etwa 37 - etwa 76 bedeuten.
- 9* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator der FormelMo12 - \ - Tee - T"f - °deingesetzt wird, wobei X, a und e die oben angegebene Bedeutung haben und wobei Y" Cu und/oder As und/oder Sb und/oder Fe und/dder Alkalimetall bedeuten und wobei f eine Zahl von 0,2-9 und d eine Zahl von etwa 37 bis etwa 103 bedeuten.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator eingesetzt wird, der durch Einengen einer Lösung unter einer Suspension der einzelnen Komponenten, durch Trocknen des erhaltenen Konzentrats und durch Kalzinieren des getrockneten Produkts bei 400 - 600 0C und nachfolgendes Zerkleinern hergestellt wurde.3098 A3/1U7
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