DE2735414A1 - OXYDATION OF OLEFINS - Google Patents
OXYDATION OF OLEFINSInfo
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Description
Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F KJi. .öse s« η - Dr. F. Zumstein jun.Dr. F. Zumstein Sr. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F KJi. .öse s «η - Dr. F. Zumstein jun.
TELEX 929978TELEX 929978
KTO-NR. 397997. BLZ 70030600ACCOUNT NO. 397997. BLZ 70030600
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β MÜNCHEN 2.β MUNICH 2.
Case F5065-K103(Zeon)/HFCase F5065-K103 (Zeon) / HF
NIPPON ZEON CO., LTD., Tokyo/JapanNIPPON ZEON CO., LTD., Tokyo / Japan
Oxydation von OlefinenOxidation of olefins
Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur Oxydation von Olefinen und ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Aldehyden durch Oxydation von Olefinen in Anwesenheit des vorgenannten Katalysators.The invention relates to a catalyst for the oxidation of olefins and a process for the production of unsaturated ones Aldehydes by oxidation of olefins in the presence of the aforementioned catalyst.
Einige der vorliegend verwendeten Bezeichnungen sind wie folgt definiert:Some of the terms used here are defined as follows:
Die "Olefine" bezeichnen Olefine, die 3 Kohlenstoffatome in gerader Kette enthalten, wie Propylen, Isobutylen und Isoamylen. The "olefins" refer to olefins that have 3 carbon atoms in straight chain, such as propylene, isobutylene and isoamylene.
Die "1· Oxydationsstufe11 bezeichnet die katalytische Gasphasenreaktion von Olefinen mit molekularem Sauerstoff bei hohen Temperaturen in Anwesenheit eines Katalysators zur Bildung der entsprechenden ungesättigten Aldehyde.The "1 * oxidation stage 11 denotes the catalytic gas phase reaction of olefins with molecular oxygen at high temperatures in the presence of a catalyst to form the corresponding unsaturated aldehydes.
Die "2. Oxydationsstufe·1 bezeichnet die katalytische Gasphasenreaktion von ungesättigten Aldehyden mit molekularem Sauerstoff bei hohen Temperaturen in Anwesenheit eines Katalysators zur Bildung der entsprechenden ungesättigten Carbonsäuren.The "2nd oxidation stage · 1 denotes the catalytic gas phase reaction of unsaturated aldehydes with molecular oxygen at high temperatures in the presence of a catalyst to form the corresponding unsaturated carboxylic acids.
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Das "Verfahren einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe" bezeichnet ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Carbonsäuren aus Olefinen, indem man die gasförmige Reaktionsmischung, die in der 1. Oxydationsstufe gebildet wurde, direkt der Zone einer 2. Oxydationsstufe zuführt, um die 2. Oxydationsstufe durchzuführen.The "continuous 1st and 2nd stage process" means a process for the production of unsaturated carboxylic acids from olefins by the gaseous reaction mixture, which was formed in the 1st oxidation stage, is fed directly to the zone of a 2nd oxidation stage, around the 2nd oxidation stage perform.
Der "Katalysator zur Oxydation von Olefinen" oder der "Katalysator für die l. Oxydationsstufe11 bezeichnet einen Katalysator, der bei der 1. Oxydationsstufe verwendet wird.The "catalyst for the oxidation of olefins" or the "catalyst for the 1st oxidation stage 11 denotes a catalyst which is used in the 1st oxidation stage.
Der "Katalysator für die 2. Oxydationsstufe" bezeichnet einen Katalysator, der bei der 2. Oxydationsstufe verwendet wird.The "catalyst for the 2nd oxidation stage" refers to a catalyst which is used in the 2nd oxidation stage.
Es ist bekannt, ungesättigte Aldehyde, wie Acrolein und Methacrolein, durch Oxydation der entsprechenden Olefine, wie Propylen und Isobutylen, zu bilden, und ungesättigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure und Methacrylsäure, durch Oxydation der entsprechenden ungesättigten Aldehyde zu erzeugen. Bekannte frühere Techniken für die Herstellung von ungesättigten Carbonsäuren aus den entsprechenden Olefinen umfassen ein Verfahren, das die Abtrennung eines ungesättigten Aldehyds aus der Reaktionsmischung, die bei der 1. Oxydationsstufe erhalten worden ist, und nach dessen Reinigung die Unterwerfung desselben einer 2. Oxydationsstufe umfaßt, und ein Verfahren, das die sukzessive Durchführung der 1. Oxydationsstufe und der 2. Oxydationsstufe ohne Aufarbeitung der Reaktionsmischung der 1. Stufe umfaßt (GB-PS 939 713). Das letztere wird als kommerziell vorteilhaft angesehen, da es nicht eine Behandlungsstufe, wie die Abtrennung und Reinigung von ungesättigtem Aledehyd, erfordert und daher Vorteile hinsichtlich der Apparatur, des Verfahrens und der Wirtschaftlichkeit aufweist. It is known to use unsaturated aldehydes, such as acrolein and methacrolein, by oxidation of the corresponding olefins, such as propylene and isobutylene, to form, and unsaturated carboxylic acids, such as acrylic acid and methacrylic acid, by oxidation of the corresponding unsaturated aldehydes. Acquaintance Previous techniques for the production of unsaturated carboxylic acids from the corresponding olefins include a process that is, the separation of an unsaturated aldehyde from the reaction mixture obtained in the 1st oxidation stage has been, and after the purification of which includes the subjecting of the same to a second oxidation stage, and a process, the successive implementation of the 1st oxidation stage and the 2nd oxidation stage without working up the reaction mixture the 1st stage includes (GB-PS 939 713). The latter is considered commercially advantageous as it does not involve a treatment stage, such as the separation and purification of unsaturated aldehyde, requires and therefore advantages in terms of the apparatus, the process and the economy.
Jedoch liefert das Verfahren der kontinuierlichen 1. und 2.Stufe im allgemeinen weitaus unterlegenere Ergebnisse gegenüber einem solchen, bei dem unabhängig die 2. Oxydationsstufe unter Verwendung von ungesättigtem Aldehyd als AusgangsmaterialHowever, the process provides continuous 1st and 2nd stage in general far inferior results compared to those in which the 2nd oxidation stage independently Use of unsaturated aldehyde as a starting material
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durchgeführt wird. Diese Tendenz ist besonders bei der Herstellung von Methacrylsäure aus Isobutylen ausgeprägt. Aus diesem Grund wurde bisher keine Empfehlung gegeben, die eine kommerzielle Herstellung von Methacrylsäure durch ein Verfahren einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe ermöglicht hätte.is carried out. This tendency is particularly evident in manufacturing of methacrylic acid from isobutylene. For this reason, no recommendation has been made so far, the one commercial production of methacrylic acid by a continuous 1st and 2nd stage process.
Man nimmt an, daß die zugrundeliegenden Schwierigkeiten auf der Bildung von Nebenprodukt-Verunreinigungen und dem Verbleiben von nicht-umgesetztem Isobutylen in der 1. Oxydationsstufe beruhen. Die vorliegenden Erfinder haben diese Schwierigkeiten sorgfältig untersucht und gefunden, daß die bei der 1. Oxydationsstufe erhaltene Reaktionsmischung ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Diisobutylen, Benzol, Toluol, Xylol und Äthylbenzol, zusätzlich zu dem nicht-umgesetzten Isobutylen und ein teerartiges Nebenprodukt enthält und daß die Anwesenheit dieser Kohlenwasserstoffe ein Hauptgrund für die schlechteren Reaktionsergebnisse bei der 2. Oxydationsstufe sind.The underlying difficulties are believed to be due to by-product impurity formation and retention of unreacted isobutylene in the 1st oxidation stage. The present inventors have these difficulties carefully examined and found that the reaction mixture obtained in the 1st oxidation stage was unsaturated Hydrocarbons such as diisobutylene, benzene, toluene, xylene and ethylbenzene in addition to the unreacted isobutylene and contains a tarry by-product and that the presence of these hydrocarbons is a major cause of the poorer reaction results in the 2nd oxidation stage are.
Bei der Herstellung von Methacrylsäure aus Isobutylen durch ein Verfahren einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe ist es erwünscht, einen neuen Oxydationskatalysator zu entwickeln, der gleichzeitig den folgenden zwei Erfordernissen entspricht, die miteinander nicht vereinbar zu sein scheinen.In the production of methacrylic acid from isobutylene by a process of continuous 1st and 2nd stage it is it is desirable to develop a new oxidation catalyst which simultaneously meets the following two requirements, which do not seem to be compatible with each other.
(1) Er sollte eine hohe Umwandlung des Isobutylens ergeben und somit die Menge an nicht-umgesetztem Isobutylen herabsetzen. (1) It should give a high conversion of isobutylene and thus decrease the amount of unreacted isobutylene.
(2) Er sollte nicht nur die Bildung eines teerartigen Nebenprodukts herabsetzen, sondern auch von ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Diisobutylen, Benzol, Toluol, Xylol und Äthylbenzol.(2) It shouldn't just cause the formation of a tarry by-product reduce, but also of unsaturated hydrocarbons such as diisobutylene, benzene, toluene, xylene and ethylbenzene.
Zusätzlich zu diesen Erfordernissen sollte ein derartiger Katalysator auch den üblichen Anforderungen für industrielle Katalysatoren, wie eine hohe Selektivität gegenüber Methacrolein (MAL) (die in Verbindung steht mit einer hohen Aus-In addition to these requirements, such a catalyst should also the usual requirements for industrial catalysts, such as a high selectivity towards methacrolein (MAL) (which is associated with a high level of
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beute bei einmaligem Durchgang) und eine lange aktive Lebensdauer, entsprechen.prey in a single pass) and a long active lifespan, correspond.
Demgemäß ist es Ziel der Erfindung, einen neuen Katalysator zur Oxydation von Olefinen zu schaffen, der ungesättigte Aldehyde aus Olefinen mit hoher Selektivität und einer hohen Ausbeute in einem einmaligen Durchgang ergeben kann und eine lange aktive Lebensdauer besitzt.Accordingly, it is an object of the invention to provide a new catalyst For the oxidation of olefins to create the unsaturated aldehydes from olefins with high selectivity and a high yield can result in a single pass and has a long active life.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen neuen Katalysator zur Oxydation von Olefinen zu schaffen, der den zwei vorstehend beschriebenen Erfordernissen entspricht.Another object of the invention is to provide a new catalyst for the oxidation of olefins which is similar to the two above corresponds to the requirements described.
Ein weiteres Ziel der Erfindung beruht darin, ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Aldehyde mit hoher Selektivität und hoher Ausbeute unter Verwendung eines derartigen Katalysators zur Oxydation von Olefinen zu schaffen.Another object of the invention is to provide a process for producing unsaturated aldehydes with high selectivity and to provide high yield using such a catalyst for the oxidation of olefins.
Erfindungsgemäß wird ein Katalysator geschaffen, der diesen Zielen entsprechen kann, wobei dieser Katalysator die Zusammensetzung According to the invention, a catalyst is provided which can meet these objectives, this catalyst having the composition
MoaBibFecCodNieBefQgRhXiZj °g Mo a Bi b Fe c Co d Ni e Be f Q g R h X i Z j ° g
besitzt, worinowns what
Q zumindest ein Element, ausgewählt aus der Gruppe Au und Nd, bedeutet;Q at least one element selected from the group Au and Nd, means;
R zumindest ein Element, ausgewählt aus der Gruppe K, Rb, Cs und Ti bzw. Tl, bedeutet;R is at least one element selected from the group consisting of K, Rb, Cs and Ti or Tl;
X zumindest ein Element, ausgewählt aus der Gruppe P, As und B, bedeutet;X is at least one element selected from the group consisting of P, As and B;
Z zumindest ein Element,' ausgewählt unter Ce, Ti, Te, Zn, Ge, Sn, Cr, Ga, La, In, Al, Cd, Pd, Mn, V, Pb, Nb, Ag, Zr, Cu und U, bedeutet;Z at least one element, 'selected from Ce, Ti, Te, Zn, Ge, Sn, Cr, Ga, La, In, Al, Cd, Pd, Mn, V, Pb, Nb, Ag, Zr, Cu and U, represents;
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> 2735AU> 2735AU
a, b, c, d, e, f, g, h, i bzw. j die jeweilige Anzahl von Mo-, Bi-, Fe-, Co-, Ni-, Be-, Q-, R-, X- und Z-Atomen bedeuten, und wenn a 12 ist, b 0,1 bis 10 ist, c 0,5 bis 40 ist, d 0 bis 12 ist, e 0 bis 12 ist unter der Voraussetzung, daß die Summe von d und e 0,5 bis 15 ist, f 0 bis 35 ist, g 0 bis 8 ist unter der Voraussetzung, daß die Summe von f und g 0,1 oder darüber ist, h 0,01 bis 5 ist, i 0 bis 5 ist und j 0 bis 12 ist unda, b, c, d, e, f, g, h, i and j the respective number of Mo, Bi, Fe, Co, Ni, Be, Q, R, X and Z atoms and when a is 12, b is 0.1 to 10, c is 0.5 to 40, d is 0 to 12, e is 0 to 12 below The prerequisite is that the sum of d and e is 0.5 to 15, f is 0 to 35, g is 0 to 8, provided that that the sum of f and g is 0.1 or above, h is 0.01 to 5, i is 0 to 5 and j is 0 to 12 and
k die Anzahl der Sauerstoffatome darstellt, die die Atomvalenzen der anderen Elemente absättigen.k represents the number of oxygen atoms that saturate the atomic valencies of the other elements.
Ein Katalysator der vorstehenden allgemeinen Formel, worin, wenn a 12 ist, b 0,5 bis 7 ist, c 1 bis 35 ist, d 0 bis 10 ist, e 0 bis 10 ist unter der Voraussetzung, daß die Summe von d und e 0,5 bis 12 ist, f 0 bis 30 ist, g 0 bis 6 ist unter der Voraussetzung, daß die Summe von f und g 0,1 oder darüber ist, h 0,01 bis 4 ist, i 0 bis 4 ist und j 0 bis 8 ist, stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.A catalyst of the general formula above, wherein when a is 12, b is 0.5 to 7, c is 1 to 35, d is 0 to 10 e is 0 to 10 with the proviso that the sum of d and e is 0.5 to 12, f is 0 to 30, g is 0 to 6 below provided that the sum of f and g is 0.1 or more, h is 0.01 to 4, i is 0 to 4 and j is 0 to 8, represents a preferred embodiment of the invention.
Ein Katalysator der vorstehenden allgemeinen Formel, worin, wenn a 12 ist, b 0,5 bis 7 ist, c 8 bis 30 ist, d 0 bis 10 ist, e 0 bis 10 ist unter der Voraussetzung, daß die Summe von d und e 0,5 bis 12 ist, f 0 bis 20 ist, g 0,1 bis 4 ist unter der Voraussetzung, daß die Summe von f und g 0,1 oder darüber ist, h 0,01 bis 3 ist, i 0 bis 3 ist und j 0 bis 8 ist, stellt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.A catalyst of the general formula above, wherein when a is 12, b is 0.5 to 7, c is 8 to 30, d is 0 to 10 e is 0-10 with the proviso that the sum of d and e is 0.5-12, f is 0-20, g is 0.1-4 provided that the sum of f and g is 0.1 or more, h is 0.01 to 3, i is 0 to 3 and j is 0 to 8, represents a particularly preferred embodiment of the invention.
Obgleich die exakte Struktur des erfindungsgemäßen Katalysators nicht klar ist, nimmt man an, daß die Zusammensetzung der den Katalysator bildenden Bestandteile grundsätzlich durch die vorstehende allgemeine Formel ausgedrückt werden kann.Although the exact structure of the catalyst of the present invention is not clear, it is believed that the composition of the constituents forming the catalyst can in principle be expressed by the above general formula.
Die Verwendung dieser erfindungsgemäßen Katalysatoren kann Methacrolein in hoher Ausbeute mit hoher Selektivität selbst dann ergeben, wenn die Umwandlung von Isobutylen in dessen Oxydationsprodukt hoch ist, und kann erheblich die Mengen anThe use of these catalysts according to the invention can Methacrolein can be obtained in high yield with high selectivity even if the conversion of isobutylene into its Oxidation product is high, and can significantly reduce the amounts of
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als Nebenprodukte gebildeten ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Diisobutylen, Benzol, Toluol, Xylol oder Äthylbenzol, herabsetzen. Demgemäß sind die erfindungsgemäßen Katalysatoren gur Herstellung von Methacrolein sehr geeignet, und wenn sie als Katalysator für die 1. Oxydationsstufe bei dem Verfahren der kontinuierlichen 1. und 2. Stufe verwendet werden, behindern sie die Reaktion der 2. Oxydationsstufe während eines langen Zeitraums im wesentlichen nicht. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Katalysatoren Acrolein in hoher Ausbeute bei der katalytisehen Oxydation von Propylen ergeben und sind §ehr wirksam bei dem Verfahren der kontinuierlichen 1. und 2p Stufe zur Herstellung von Acrylsäure aus Propylen.Unsaturated hydrocarbons formed as by-products, such as diisobutylene, benzene, toluene, xylene or ethylbenzene, reduce. Accordingly, the catalysts of the invention are very suitable for the production of methacrolein, and when they as a catalyst for the 1st oxidation stage in the process the continuous 1st and 2nd stage are used, they hinder the reaction of the 2nd oxidation stage during one essentially not for a long period of time. Furthermore, the catalysts of the invention can use acrolein in high yield result in the catalytic oxidation of propylene and are very effective in the process of the continuous 1. and 2p stage for the production of acrylic acid from propylene.
pin derartiger Effekt der Erfindung kann speziell durch Einschluß von Be, Au oder Nd in die Katalysatorbestandteile, wie in der vorstehenden allgemeinen Formel gezeigt, erreicht werden. Liegen diese Bestandteile nicht vor, so sind die Aktivitäten der Katalysatoren niedrig, und die Bildung von als Nebenprodukte gebildeten ungesättigten Kohlenwasserstoffen nimmt in starkem Ausmaß zu. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Anwesenheit von Be, Au oder Nd die Struktur des aktiven Keims in den erfindungsgemäßen Katalysatoren gegenüber derjenigen von anderen bekannten Katalysatoren mit ähnlicher Zusammensetzung verschieden macht. Beispielsweise geigt das Rontgenbeugungsmuster eines erfindungsgemäßen Katalysators, der Be enthält, keinesfalls einen Peak, der auf gerylliumoxydkristallen beruht. Man nimmt auf Grund dieser fatsache an, daß Berylliumoxyd in den erfindungsgemäßen Katalysatoren nicht allein vorliegt.Such an effect of the invention can be specifically achieved by including Be, Au or Nd in the catalyst components such as shown in the general formula above. If these components are not present, the activities are of the catalysts is low, and the formation of unsaturated hydrocarbons formed as by-products decreases to a large extent. This is presumably due to the fact that the presence of Be, Au or Nd changes the structure of the active nucleus in the catalysts of the invention compared to that of other known catalysts with similar Composition makes different. For example, the X-ray diffraction pattern of a catalyst according to the invention which contains Be, by no means a peak based on crystals of geryllium oxide. One takes on the basis of this fact that beryllium oxide in the catalysts of the invention does not exist alone.
fjs waren verschiedene Katalysatoren mit einer durch allgemeine Formeln ausgedrückten Zusammensetzung, die ähnlich derjenigen sind, die die erfindungsgeraäßen Katalysatoren beschreiben, bekannt. Wie jedoch in den nachstehenden Vergleichsbeispielen gezeigt wird, zeigen Katalysatoren, die andere Elemente der Gruppe II des Periodensystems (zu der Beryllium gehört) anstelle Beryllium enthalten, katalytischefjs were different catalysts with one through general Composition expressed by formulas which are similar to those which describe the catalysts according to the invention, known. However, as shown in the comparative examples below, show catalysts that contain other elements of group II of the periodic table (to which beryllium belongs) instead of beryllium, catalytic
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Aktivitäten, die vollständig verschieden sind von denjenigen der erfindungsgemäßen Katalysatoren, und können nicht die Ziele der Erfindung erreichen.Activities that are completely different from those of the catalysts of the invention, and cannot achieve the objects of the invention.
Bekannte Katalysatoren mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie diejenige der erfindungsgemäßen Katalysatoren zeigen eine gute Leistungsfähigkeit lediglich dann, wenn die Anzahl der Fe-Atome innerhalb eines sehr engen Bereiches von 0,5 bis 3 liegt, wobei die Anzahl der Mo-Atome als 12 angesetzt wird (z.B. JA-Patentpublikation Nr. 17253/73). Im Gegensatz hierzu zeigen die erfindungsgemäßen Katalysatoren eine hohe Aktivität, wenn die Anzahl der Fe-Atome innerhalb eines breiten Bereiches von 0,5 bis 40 liegt, und zeigen die beste Leistungsfähigkeit, wenn die Anzahl der Fe-Atome innerhalb des Bereiches von 8 bis 30 liegt.Known catalysts with a similar composition to that of the catalysts according to the invention show one good performance only when the number of Fe atoms is within a very narrow range of 0.5 to 3 taking the number of Mo atoms as 12 (e.g., JA Patent Publication No. 17253/73). In contrast to this the catalysts of the invention show a high activity when the number of Fe atoms is within a wide range Range from 0.5 to 40, and show the best performance when the number of Fe atoms is within the Range from 8 to 30.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können nach zahlreichen aus dem Stand der Technik bekannten Methoden, wie die Verdampfung smethode, die Oxydmischungsmethode und die Copräzipitationsmethode, hergestellt werden. Die Ausgangsmaterialien für die einzelnen Elemente im Katalysator können nicht nur deren Oxyde sein, sondern jegliche anderen Verbindungen, die den Katalysator der Erfindung durch Calcinieren ergeben. Beispiele für diese Ausgangsmaterialien sind diese Elemente enthaltende Salze (wie Ammoniumsalze, Nitratsalze, Carbonatsalze, Salze von organischen Säuren und Halogenide), freie Säuren, Säureanhydride, kondensierte Säuren und Molybdän enthaltende Heteropolysäuren, wie Phosphomolybdänsäure oder Silicomolybdänsäure, und deren Salze, wie Ammoniumsalze oder Metallsalze. Die Verwendung einer Silicium enthaltenden Verbindung, wie Silicomolybdänsäure, beeinträchtigt die Aktivität des erhaltenen Katalysators nicht nachteilig.The catalysts according to the invention can by numerous methods known from the prior art, such as evaporation s method, the oxide mixing method and the coprecipitation method, getting produced. The starting materials for the individual elements in the catalyst can not only their oxides, but any other compounds which give the catalyst of the invention by calcination. Examples for these starting materials, salts containing these elements (such as ammonium salts, nitrate salts, carbonate salts, Salts of organic acids and halides), free acids, acid anhydrides, condensed acids and containing molybdenum Heteropoly acids, such as phosphomolybdic acid or silicomolybdic acid, and their salts such as ammonium salts or metal salts. The use of a silicon containing compound, such as silicomolybdic acid, does not adversely affect the activity of the obtained catalyst.
Die Calcinierungsbehandlung zur Katalysatorherstellung, Katalysatoraktivierung etc. wird gewöhnlich bei 300 bis 9000C, vorzugsweise 450 bis 700°C, während ca. 4 bis 16 Stunden durchgeführt. Gewünschtenfalls kann eine primäre Calcinie-The calcination for catalyst preparation, catalyst activation etc. is usually conducted at 300 to 900 0 C, preferably 450 to 700 ° C, for about 4 was carried out to 16 hours. If desired, a primary calcination
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rungsbehandlung bei einer Temperatur unterhalb der vorgenannten Calcxnierungstemperatur vor der obigen Calcinierungsbehandlung durchgeführt werden.calcination treatment at a temperature lower than the aforesaid calcination temperature before the above calcination treatment be performed.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können direkt so, wie sie hergestellt wurden, und auch auf einem Träger mit einer geeigneten Gestalt niedergeschlagen oder verdünnt mit einem Träger (Verdünnungsmittel) in Form von Pulvern, Solen, Gelen etc. verwendet werden. Zu diesem Zweck können bekannte Träger verwendet werden. Beispiele umfassen Titandioxyd, Silicagel, Silicasol, Diatomeenerde, Siliciumcarbid, Aluminiumoxyd, Bimsstein, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, Bentonit, Zirkonoxyd, Zeolith und feuerfeste Materialien. Silicium enthaltende Träger sind besonders geeignet.The catalysts of the invention can be used directly as they are prepared and also deposited on a support having a suitable shape or thinned with a support (Diluents) in the form of powders, sols, gels, etc. can be used. Known carriers can be used for this purpose will. Examples include titanium dioxide, silica gel, silica sol, diatomaceous earth, silicon carbide, aluminum oxide, Pumice stone, silicon dioxide-aluminum oxide, bentonite, zirconium oxide, Zeolite and refractories. Silicon-containing supports are particularly suitable.
Die Menge des Trägers kann in geeigneter Weise gewählt werden. Der Katalysator wird in eine geeignete Form, wie Pulver oder Tabletten, übergeführt und kann sowohl in einem Festbett, einem Wirbelbett als auch einem fluidisierten Bett verwendet werden.The amount of the carrier can be appropriately selected. The catalyst is in a suitable form, such as powder or Tablets, transferred and can be used in both a fixed bed, a fluidized bed and a fluidized bed will.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren sind zur Oxydation von Olefinen mit 3 Kohlenstoffatomen in gerader Kette, wie Propylen, Isobutylen und Isoamylen, insbesondere Isobutylen, verwendbar. Diese Olefine müssen nicht in hoher Reinheit vorliegen, sondern sie können Verunreinigungen enthalten. Wird jedoch die Oxydation nach der Methode einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe durchgeführt, so ist der Einschluß großer Mengen an Verunreinigungen, die möglicherweise ungesättigte Kohlenwasserstoffe in dem umgesetzten Gas aus der 1. Oxydationsstufe enthalten, unerwünscht. Es kann molekularer Sauerstoff allein verwendet werden, jedoch ist für kommerzielle Verfahren die Verwendung von Luft praktisch. Weiterhin kann bei dieser Reaktion der molekulare Sauerstoff mit einem inerten Gas verdünnt sein, das die Reaktion nicht nachteilig beeinträchtigt, wie Wasserdampf, Stickstoff, Argon oder gasförmiges Kohlendioxyd. Besonders bevorzugt ist es, mit Wasserdampf zu verdünnen.The catalysts of the invention are for the oxidation of olefins with 3 carbon atoms in a straight chain, such as propylene, Isobutylene and isoamylene, especially isobutylene, can be used. These olefins do not have to be of high purity, but they can contain impurities. However, the oxidation is carried out according to the method of a continuous 1st and 2nd stage carried out, so is the inclusion of large amounts of impurities, which may be unsaturated Hydrocarbons in the converted gas from the 1st oxidation stage included, undesirable. Molecular oxygen can be used alone, but is for commercial use Practices the use of air. Furthermore, in this reaction, the molecular oxygen with an inert Be diluted gas that does not adversely affect the reaction, such as water vapor, nitrogen, argon or gaseous Carbon dioxide. It is particularly preferred to dilute with steam.
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~%~ 2735AU ~% ~ 2735AU
Bei der Herstellung von ungesättigten Aldehyden aus den entsprechenden Olefinen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren beträgt die Reaktionstemperatur 250 bis 700°C, vorzugsweise 250 bis 55O°C. Der Reaktionsdruck ist normalerweise Atmosphärendruck bis zu 10 Atmosphären. Die Raumgeschwindigkeit (SV) der gesamten eingesetzten Gase beträgt 200 bis 10 000 Std."1, vorzugsweise 300 bis 6000 Std.""1 (bezogen auf Standardtemperatur und Standard-Druck). Die Olefinkonzentration in den zugeführten Ausgangsgasen beträgt 0,5 bis 25 Volumen-%, und das Olefin-zu-Sauerstoff-Verhältnis beträgt 1:0,5 bis 7. Die bevorzugte Zusammensetzung für die Ausgangsgasmischung ist Olefin:Luft:Wasserdampf 1:3 bis 30:5 bis 90 (Molverhältnis).In the preparation of unsaturated aldehydes from the corresponding olefins using the catalysts of the invention, the reaction temperature is 250 to 700.degree. C., preferably 250 to 550.degree. The reaction pressure is usually atmospheric pressure up to 10 atmospheres. The space velocity (SV) of the total gases used is 200 to 10,000 hours " 1 , preferably 300 to 6000 hours"" 1 (based on standard temperature and standard pressure). The olefin concentration in the starting gases supplied is 0.5 to 25 % By volume, and the olefin to oxygen ratio is 1: 0.5 to 7. The preferred composition for the starting gas mixture is olefin: air: steam 1: 3 to 30: 5 to 90 (molar ratio).
Die Reaktionsbedingungen bei der 1. Oxydationsstufe bei dem Verfahren der kontinuierlichen 1. und 2. Stufe können leicht experimentell bestimmt werden, wenn ein Katalysator für die 2. Oxydationsstufe verwendet wird. Daher können die Reaktionsbedingungen für die 1. Oxydationsstufe nicht endgültig festgelegt werden. Gewöhnlich beträgt jedoch die Reaktionstemperatur 250 bis 700°C, vorzugsweise 250 bis 55O°C. Der Reaktionsdruck ist normaler Atmosphärendrude bis zu 10 Atmosphären. . Die Raumgeschwindigkeit der gesamten Ausgangsgase beträgt 200 bis 10 000 Std."1, vorzugsweise 300 bis 4000 Std."1, Die Olefinkonzentration beträgt 0,5 bis 10 Volumen-%, vorzugsweise 0,5 bis 8 Volumen-%. Das Olefin-zu-Sauerstoff-Verhältnis beträgt 1:1,5 bis 7, und die bevorzugte Zusammensetzung für die Gasmischung ist Olefin:LuftWasserdampf = 1:7,5 bis 30: 5 bis 90 (Molverhältnis). The reaction conditions in the 1st oxidation stage in the process of the continuous 1st and 2nd stage can easily be determined experimentally if a catalyst is used for the 2nd oxidation stage. Therefore, the reaction conditions for the 1st oxidation stage cannot be finally determined. However, usually the reaction temperature is 250 to 700 ° C, preferably 250 to 550 ° C. The reaction pressure is normal atmospheric pressure up to 10 atmospheres. . The space velocity of the total starting gases is 200 to 10,000 hours " 1 , preferably 300 to 4000 hours". 1 , The olefin concentration is 0.5 to 10% by volume, preferably 0.5 to 8% by volume. The olefin to oxygen ratio is 1: 1.5 to 7 and the preferred composition for the gas mixture is olefin: air / water vapor = 1: 7.5 to 30: 5 to 90 (molar ratio).
Für die 2. Oxydationsstufe in dem Verfahren der kontinuierlichen 1. und 2. Stufe können jegliche bekannten Katalysatoren verwendet werden. Beispiele umfassen P-Mo-R (R ist zumindest eines von Tl, den Alkalimetallen und Erdalkalimetallen)-Typ-Oxydationskatalysatoren. Oxydationskatalysatoren mit Zusammensetzungen, die aus dem Einarbeiten der vorstehenden P-Mo-R-Typ-Oxydationskatalysatoren mit zumindest einem Element, aus-For the 2nd oxidation stage in the continuous process 1st and 2nd stage, any known catalysts can be used. Examples include P-Mo-R (R is at least one of Tl, the alkali metals and alkaline earth metals) -type oxidation catalysts. Oxidation catalysts having compositions resulting from the incorporation of the above P-Mo-R type oxidation catalysts with at least one element,
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gewählt unter Si, Cr1 Al, Ge, Ti, V, W, Bi, Nb, Ga, Pb, Sn, Co, Pd, As, Zr, Sb, Te, Fe, Ni, In, Cu, Ag, Mn, La, Nb, Ta und Sm, resultieren; P-Mo-As-Typ-Oxydationskatalysatoren; P-Mo-As-Alkalimetall-Typ- Oxydationskatalysatoren; Oxydationskatalysatoren mit Zusammensetzungen, die aus dem Einarbeiten von P-Mo-As-Alkalimetall-Typ-Katalysatoren mit zumindest einem Element, ausgewählt unter V, W, Cu, Fe, Mn und Sn, resultieren; P-Mo-Sb-Typ-Oxydationskatalysatoren; Oxydationskatalysatoren mit Zusammensetzungen, die aus dem Einarbeiten von P-Mo-Sb-Typ-Katalysatoren mit zumindest einem Element, ausgewählt unter W, Fe, Co, Al, Pb, Cr, Sn, Bi, Cu, Ni, Mg, Ca, Ba und Zn, resultieren; P-Mo-Pd-Typ-Oxydationskatalysatoren, P-Pd-Sb-Typ-Oxydationskatalysatoren, Oxydationskatalysatoren mit Zusammensetzungen, die aus dem Einarbeiten von P-Pd-Sb-Typ-Katalysatoren mit zumindest einem Element, ausgewählt unter Bi, Pb, Cr, Fe, Ni, Co, Mn, Sn, U und Ba,resultieren ; und Oxydationskatalysatoren mit Zusammensetzungen, die aus dem Einarbeiten der vorgenannten Oxydationskatalysatoren mit Ammonium resultieren.chosen from Si, Cr 1 Al, Ge, Ti, V, W, Bi, Nb, Ga, Pb, Sn, Co, Pd, As, Zr, Sb, Te, Fe, Ni, In, Cu, Ag, Mn, La, Nb, Ta and Sm result; P-Mo-As type oxidation catalysts; P-Mo-As alkali metal type oxidation catalysts; Oxidation catalysts having compositions resulting from the incorporation of P-Mo-As alkali metal type catalysts with at least one element selected from V, W, Cu, Fe, Mn and Sn; P-Mo-Sb type oxidation catalysts; Oxidation catalysts with compositions consisting of the incorporation of P-Mo-Sb type catalysts with at least one element selected from W, Fe, Co, Al, Pb, Cr, Sn, Bi, Cu, Ni, Mg, Ca, Ba and Zn, result; P-Mo-Pd-type oxidation catalysts, P-Pd-Sb-type oxidation catalysts, oxidation catalysts with compositions resulting from the incorporation of P-Pd-Sb-type catalysts with at least one element selected from Bi, Pb, Cr , Fe, Ni, Co, Mn, Sn, U and Ba result; and oxidation catalysts having compositions resulting from the incorporation of the aforesaid oxidation catalysts with ammonium.
Die 2. Oxydationsstufe wird im wesentlichen unter den gleichen Bedingungen wie die 1. Oxydationsstufe durchgeführt, jedoch werden, wie vorstehend beschrieben, gemäß dem verwendeten Katalysator spezielle Bedingungen gewählt. Vorzugsweise wird die unter den vorgenannten Reaktionsbedingungen erhaltene Reaktionsmischung der 1. Stufe direkt als Ausgangsmaterial der 2. Oxydationsstufe zugeführt und unter für den verwendeten Katalysator geeigneten Bedingungen umgesetzt.The 2nd stage of oxidation is essentially the same Conditions as for the 1st oxidation stage carried out, however, as described above, according to the one used Catalyst special conditions selected. Preferably that is obtained under the aforementioned reaction conditions Reaction mixture of the 1st stage fed directly as the starting material of the 2nd oxidation stage and used for the Reacted catalyst suitable conditions.
Die folgenden Beispiele erläutern im einzelnen die Erfindung. In diesen Beispielen werden die Umwandlung, die Selektivität und die Ausbeute in einem einmaligen Durchgang gemäß den folgenden Gleichungen berechnet. Sämtliche Analysen wurden durch Gaschromatographie bestimmt. Der Einfachheit halber ist die Angabe von Sauerstoff in der Katalysatorzusammensetzung unterblieben.The following examples illustrate the invention in detail. In these examples the conversion, the selectivity and the yield calculated in a single pass according to the following equations. All analyzes were determined by gas chromatography. For the sake of simplicity, the specification of oxygen is in the catalyst composition did not take place.
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4L· 27354U 4L 27354U
In der folgenden Beschreibung steht i-B für Isobutylen j MAL für Methacrolein und MAA für Methacrylsäure. Die unter Verwendung von Propylen anstelle von Isobutylen erhaltenen Reaktionsergebnisse können berechnet werden, indem man Propylen anstelle von i-B, Acrolein anstelle von MAL und Acrylsäure anstelle von MAA in den folgenden Gleichungen einsetzt.In the following description, i-B stands for isobutylene j MAL for methacrolein and MAA for methacrylic acid. The using reaction results obtained from propylene instead of isobutylene can be calculated by using propylene instead of i-B, acrolein instead of MAL, and acrylic acid instead of MAA in the following equations.
[Die Berechnung der Gleichungen für die Ergebnisse der 1. Oxydationsstufe][The calculation of the equations for the results of the 1st oxidation stage]
Umgesetztes i-B (Mole)Implemented i-B (Mole)
i-B-Umwandlung (%) = χi-B conversion (%) = χ
Zugeführtes i-B (Mole)Delivered i-B (Mole)
Prozentanteil der ungesättigten KohlenwasserstoffePercentage of unsaturated hydrocarbons
t Gebildetes Diisobutylent Diisobutylene formed
Nicht-umgesetztes i-B (Mole) (bezogen auf Kohlenstoff) Zugeführtes i-B (Mole) Zugeführtes i-B Unreacted iB (moles) (based on carbon) Supplied iB (moles) Supplied iB
(bezogen auf Kohlenstoff)(based on carbon)
Gebildetes Benzol (bezogen auf Kohlenstoff) Zugeführtes i-B (bezogen auf Kohlenstoff) Benzene formed (based on carbon) Delivered iB (based on carbon)
+ Gebildetes Toluol (bezogen auf Kohlenstoff) Zugeführtes i-B (bezogen auf Kohlenstoff)+ Toluene formed (based on carbon) added iB (based on carbon)
Gebildetes Xylol (bezogen auf Kohlenstoff) Zugeführtes i-B (bezogen auf Kohlenstoff) Xylene formed (based on carbon) Supplied iB (based on carbon)
. Gebildetes Äthylbenzol (bezogen auf Kohlenstoff) j χ Zugeführtes i-B (bezogen auf Kohlenstoff). Ethylbenzene formed (based on carbon) j χ Supplied iB (based on carbon)
Ausbeute in einem einmali- Gebildetes MAL (Mole) Yield in a single MAL (Mole)
gen Durchgang an MAL (%) s Zugeführtes i-B(Mole) x 10°gen passage at MAL (%) s Supplied iB (Mole) x 10 °
Selektivität des MAL (%) = χ 1QQ Selectivity of the MAL (%) = χ 1QQ
Umgesetztes i-B(Mole)Implemented i-B (Mole)
[Gleichungen zur Berechnung der Ergebnisse der 2. Oxydationsstufe] [Equations for calculating the results of the 2nd oxidation stage]
MAL-Umwandlung (%) " = Umgesetztes MAL (Mole) χ 1QQ MAL Conversion (%) "= Converted MAL ( Moles ) χ 1QQ
Zugeführtes MAL (Mole)Delivered MAL (Mole)
Ausbeute an MAA in einemYield of MAA in one
einmaligen Durchgang = Gebildete MAA (Mole) χ 1QQ single pass = formed MAA (moles) χ 1QQ
(bezogen auf MAL) (%) Zugeführtes MAL(MoIe)(based on MAL) (%) MAL supplied (MoIe)
709886/0989709886/0989
2735AU2735AU
Selektivität der MAA β Gebildete MAA (Mole) (bezogen auf MAL) (%) ** Umgesetztes MAL (Mole) X Selectivity of the MAA β MAA formed (moles) (based on MAL) (%) ** MAL converted (moles) X
Umwandlung der ungesättigten Kohlenwasserstoffe (%)Conversion of unsaturated hydrocarbons (%)
Umgesetzte ungesättigte Kohlenwasserstoffe (bezogen auf Kohlenstoff) Reacted unsaturated hydrocarbons (based on carbon)
Zugeführte ungesättigte Kohlenwasserstoffe (bezogen auf Kohlenstoff)Unsaturated hydrocarbons added (based on carbon)
χ 100χ 100
Ausbeute an MAA in einera einmaligen Durchgang (bezogen auf i-B) (%)Yield of MAA in a single pass (based on i-B) (%)
Gebildete MAA (Mole) es >_________________________________—___ χFormed MAA (Mole) es> _________________________________ — ___ χ
Der Zone der 1. Oxydationsstufe zugeführtes i-B (Mole)I-B (moles) fed to the zone of the 1st oxidation stage
A. Herstellung des Katalysators A. Preparation of the catalyst
Man fügte 48,5 g Wismutnitrat, 116,5 g Kobaltnitrat, 29,1 g Nickelnitrat, 484,8 g Ferrinitrat, 56,1 g Berylliumnitrat und 10,1 g Kaliumnitrat zu 150 ml Wasser und löste unter Wärme unter Bildung einer Lösung (Lösung A). Man löste 212 g Ammoniummolybdat in 400 ml Wasser unter Erwärmen und fügte 5,76 g 85%-ige Phosphorsäure zur Bildung einer Lösung (Lösung B) zu. Die Lösung B wurde zur Lösung A zugegeben, die bei erhöhter Temperatur gerührt wurde. Unter sorgfältigem Rühren wurde die Mischung zur Trockne eingedampft und 8 Stunden bei 120°C getrocknet. Dann wurde die getrocknete Mischung 16 Stunden bei 600°C in einem Muffelofen calciniert. Der erhaltene Feststoff wurde pulverisiert und unter Bildung von Teilchen mit einem Korngröße von 2,4 bis 4,8 mm (4 bis 8 mesh) gesiebt. Die Zusammensetzung des erhaltenen Katalysators war wie folgt: .48.5 g of bismuth nitrate, 116.5 g of cobalt nitrate, 29.1 g of nickel nitrate, 484.8 g of ferric nitrate, 56.1 g of beryllium nitrate were added and 10.1 g of potassium nitrate to 150 ml of water and dissolved with heat to form a solution (solution A). One solved 212 g of ammonium molybdate in 400 ml of water with heating and added 5.76 g of 85% phosphoric acid to form a Solution (solution B) too. Solution B was added to solution A, which was stirred at an elevated temperature. Under After careful stirring, the mixture was evaporated to dryness and dried at 120 ° C. for 8 hours. Then the dried mixture calcined in a muffle furnace at 600 ° C. for 16 hours. The obtained solid was pulverized and sieved to form particles having a particle size of 2.4 to 4.8 mm (4 to 8 mesh). The composition of the obtained catalyst was as follows:.
B. Umsetzungsverfahren B. Implementation Process
Die Umsetzung wurde durch ein Verfahren einer kontinuierli chen 1. und 2. Stufe in der folgenden Weise durchgeführt.The reaction was carried out by a continuous 1st and 2nd stage method in the following manner.
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A* 2735AH A * 2735AH
(1) Reaktion in der 1. Oxydationsstufe (1) Reaction in the 1st oxidation stage
Man füllte 100 ml erhaltenen Katalysator in ein Reaktionsrohr aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von
2,5 cm und einer Länge von 60 cm und erhitzte über einem Metallbad· Man leitete eine Ausgangsgasmischung von Isobutylen,
Luft und Wasserdampf in einem Molverhältnis von 4:55:41 mit einer Raumgeschwindigkeit von 2000 Std.
durch die Katalysatorschicht.100 ml of the catalyst obtained were filled into a stainless steel reaction tube with an internal diameter of 2.5 cm and a length of 60 cm and the mixture was heated over a metal bath.A starting gas mixture of isobutylene, air and steam in a molar ratio of 4:55 was passed in: 41 with a space velocity of 2000 hours.
through the catalyst layer.
(2) Reaktion in der 2. Oxydationsstufe (2) Reaction in the 2nd oxidation stage
Als Katalysator für die 2. Oxydationsstufe füllte man 100 ml
des in der Beschreibung der JA-Patentpublikation
Nr. 10846/75 in Beispiel 1 beschriebenen Mo:P:Cs:Cr-Katalysators [Mo:P:Cs:Cr = 1:0,16:0,16:0,16 (Atomverhältnis);
calciniert bei 45O°C; Katalysatorteilchendurchmesser 2,4 bis 4,8 mm (4 bis 8 mesh)] in ein Reaktionsrohr aus rostfreiem
Stahl mit einem Innendurchmesser von 2,5 cm und
einer Länge von 60 cm und erhitzte über einem Metallbad. Das durch die 1. Oxydationsstufe erhaltene umgesetzte Gas
wurde direkt durch die Katalysatorschicht geleitet.As a catalyst for the 2nd oxidation stage, 100 ml of the in the description of the JA patent publication was filled
No. 10846/75 described in Example 1 Mo: P: Cs: Cr catalyst [Mo: P: Cs: Cr = 1: 0.16: 0.16: 0.16 (atomic ratio);
calcined at 450 ° C; Catalyst particle diameter 2.4 to 4.8 mm (4 to 8 mesh)] into a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 2.5 cm and
a length of 60 cm and heated over a metal bath. The converted gas obtained by the 1st oxidation stage was passed directly through the catalyst layer.
Die bei der Oxydation in der 1. und 2. Stufe erhaltenen
Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben. In Tabelle I beziehen sich die Reaktionstemperatüren auf diejenigen des
Metallbades, die konstant gehalten wurden (das Gleiche
trifft auf die nachfolgenden Ausführungen zu).Those obtained from the oxidation in the 1st and 2nd stages
Results are given in Table I. In Table I, the reaction temperatures relate to those of the metal bath that were held constant (the same
applies to the following statements).
Die Katalysatoren für die 1. Oxydationsstufe wurden nach dem
gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die Zusammensetzung des Katalysators von Beispiel 1 geändert
wurde. Unter Verwendung dieser Katalysatoren wurde die gleiche Umsetzung in einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe
wie in Beispiel 1 unter Änderung der Reaktionstemperaturen
durchgeführt.The catalysts for the 1st oxidation stage were prepared by the same procedure as in Example 1, except that the composition of the catalyst of Example 1 was changed. Using these catalysts, the same reaction was carried out in a continuous 1st and 2nd stage as in Example 1 with changing the reaction temperatures
carried out.
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- 14 -- 14 -
Λ 27354UΛ 27354U
Die Reaktionstemperaturen, die Katalysatorzusammensetzungen und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.The reaction temperatures, the catalyst compositions and the results are given in Table I.
Man stellte den in Beispiel 1 der JA-Patentpublikation Nr. 32044/72 (Vergleichsbeispiel 1) beschriebenen Katalysator, den in Beispiel 1 der JA-Patentpublikation Nr.32043/72 (Vergleichsbeispiel 2) beschriebenen Katalysator, den in Beispiel 3 der JA-Patentpublikation Nr. 42813/72 (Vergleichsbeispiel 3) beschriebenen Katalysator und den in Beispiel 1 der JA-Patentpublikation Nr. 17 53/73 (Vergleichsbeispiel 4) beschriebenen Katalysator [die Katalysatorteilchengrößen betrugen 2,4 bis 4,8 mm (4 bis 8 mesh)] nach den in diesen Patentpublikationen beschriebenen Methoden her. Unter Verwendung dieser Katalysatoren wurde die Umsetzung in einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II angegeben.It was presented in Example 1 of the JA patent publication No. 32044/72 (Comparative Example 1) described in Example 1 of JA Patent Publication No. 32043/72 (Comparative Example 2) described in Example 3 of JA Patent Publication No. 42813/72 (Comparative Example 3) and that described in Example 1 of JA Patent Publication No. 1753/73 (Comparative Example 4) Catalyst [the catalyst particle sizes were 2.4 to 4.8 mm (4 to 8 mesh)] according to those described in these patent publications methods described. Using these catalysts, the reaction was carried out in a continuous manner 1st and 2nd stage carried out as in Example 1. The results are given in Table II.
Man stellte die gleichen Katalysatoren wie in den Beispielen 2 und 5 her, mit der Ausnahme, daß diese kein Be enthielten, und führte unter Verwendung dieser Katalysatoren die gleichen Umsetzungen in einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe durch wie in den Beispielen 2 und 5. Die Ergebnisse sind in Tabelle II angegeben.The same catalysts were prepared as in Examples 2 and 5, with the exception that they did not contain Be, and carried out the same reactions in a continuous 1st and 2nd stage using these catalysts as in Examples 2 and 5. The results are given in Table II.
Die Ergebnisse in Tabelle I und II zeigen, daß die Anwesenheit von Be gute Ergebnisse nicht nur bei der Umsetzung in der 1. Oxydationsstufe erbringt, sondern auch bei der Umsetzung in der 2. Oxydationsstufe.The results in Tables I and II show that the presence of Be gives good results not only in the implementation in the 1st oxidation stage, but also in the implementation in the 2nd oxidation stage.
Man stellte die in Tabelle II gezeigten Katalysatoren (Vergleich sbei spiele 7 bis 10) nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben her, mit der Ausnahme, daß man 76,9 g Magnesiumnitrat, 70,8 g Calciumnitrat, 63,5 g Stron-The catalysts shown in Table II (comparative examples 7 to 10) were prepared by the same procedure as described in Example 1, with the exception that 76.9 g of magnesium nitrate, 70.8 g of calcium nitrate, 63.5 g of Stron
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^ 2735AU^ 2735AU
tiumnitrat bzw. 78,4 g Bariumnitrat anstelle von 56,1 g Berylliumnitrat verwendete. In analoger Weise stellte man Vergleichskatalysatoren (Vergleichsbeispiele 11 und 12) entsprechend dem in Beispiel 8 verwendeten erfindungsgemäßen Katalysator und Vergleichskatalysatoren (Vergleichsbeispiele 13 bis 16) entsprechend dem in Beispiel 11 verwendeten erfindungsgemäßen Katalysator her. Man führte die gleiche Umsetzung wie in Beispiel 1 durch, wobei man diese Katalysatoren in dem Oxydationskatalysator der 1. Stufe verwendete. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle II angegeben.tium nitrate or 78.4 g barium nitrate instead of 56.1 g beryllium nitrate used. Comparative catalysts (comparative examples 11 and 12) were prepared in an analogous manner the catalyst according to the invention used in Example 8 and comparative catalysts (Comparative Examples 13 to 16) according to the catalyst according to the invention used in Example 11. The same implementation was carried out as in Example 1, using these catalysts in the oxidation catalyst of the 1st stage. The received Results are given in Table II.
Aus einem Vergleich dieser Vergleichskatalysatoren mit den erfindungsgemäßen Katalysatoren wird ersichtlich, daß die Katalysatoren, die Mg, Ca, Sr und Ba (die Erdalkalimetalle sind) anstelle von Be enthalten, sehr schlechte Reaktionsergebnisse ergeben, wenn sie als Katalysatoren für die 1. Oxydationsstufe verwendet werden. Weiterhin ist, wenn sie als Katalysatoren für die 1. Oxydationsstufe bei dem Verfahren der kontinuierlichen 1. und 2. Stufe verwendet werden, die Menge sowohl an nicht-umgesetzem Isobuten als auch an als Nebenprodukt gebildeten ungesättigten Kohlenwasserstoffen groß. Daher gelangt die Oxydationsreaktion der 2. Stufe außer Kontrolle, und der Katalysator für die 2. Oxydationsstufe verliert innerhalb sehr kurzer Zeit seine Aktivität. A comparison of these comparative catalysts with the catalysts of the invention shows that the Catalysts which contain Mg, Ca, Sr and Ba (which are alkaline earth metals) instead of Be give very poor reaction results when used as catalysts for the 1st oxidation stage be used. Furthermore, if they are used as catalysts for the 1st oxidation stage in the process the continuous 1st and 2nd stage are used, the amount of both unreacted isobutene and as By-product formed unsaturated hydrocarbons large. Hence, the 2nd stage oxidation reaction proceeds out of control, and the catalyst for the 2nd oxidation stage loses its activity within a very short time.
709886/0989709886/0989
ο co οοο co οο
■ O■ O
co co coco co co
BeI.
Be
tivi
tätSelek
tivi
activity
lungWall
lung
sättigten Koh
len v;a s s er-
stoff en (%)formed unge
satiated Koh
len v; ass er
fabrics (%)
te in
einem,.
emmaU
genDurci"
gang (%}Stress
te in
one ,.
emmaU
genDurci "
corridor (%}
peratur
(0C)onstem
temperature
( 0 C)
OJOJ cncn
Tabelle I (Fortsetzung) Table I (continued)
CD OO OOCD OO OO
(D CD CD(D CD CD
temperaturReaction
temperature
wandlungMAL- At
change
unge sättigtenunsaturated
in einem einmain one go
spielgame
(bezogen auf(based on
stoffe (%)fabrics (%)
(bezogen auf(based on
i-B) (.%) iB) (.%)
einen einma-a one-time
lig.yurc±ig.lig.yurc ± ig.
vität (%)vity (%)
(O OO OO(O OO OO
(O(O α»α » (O(O
aleichs—Ver
as-
beispiel^ 4 «k ^^^ M vl * j ^ p ^^
example
dfdf
O CO OO CDO CO OO CD
(%)selectivity
(%)
Kohlenwasser
stoffen (%)saturated
Hydrocarbon
fabrics (%)
einen einma
ligen Durch
gang (%)Yield in
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leagues through
corridor (%)
co co cnco co cn
einem eirar,a-Yield in
an eirar, a-
stoffeKonxenwasser—
fabrics
(bezogen aufgen passage
(based on
beispielequal
example
355355
355
1 P11
1 p
Man untersuchte im Hinblick auf den in Beispiel 1 verwendeten Katalysator für die 2. Oxydationsstufe die Wirkung der in dem Beschickungsgas für die Umsetzung in der 2. Oxydationsstufe enthaltenen Kohlenwasserstoffe hinsichtlich der Reaktionsergebnisse·Investigations were made with respect to that used in Example 1 Catalyst for the 2nd oxidation stage the effect that in the feed gas for the reaction in the 2nd oxidation stage contained hydrocarbons with regard to the reaction results
Anstelle des in der 1· Oxydationsstufe umgesetzten Gases setzte man eine Gasmischung, die durch Zugabe von !isobutylen oder Xylol in den in Tabelle III gezeigten Konzentrationen zu MAL (Reinheit 99,5 Gewichts-%) erhalten wurde, nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren bei einer Raumgeschwindigkeit von 2000 Std."1 um, wobei man das MAL (eine Isobutylen oder Xylol enthaltende Mischung): 02:N2:H20-Molverhältnis bei 1:1,5:13,0:17,5 hielt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III angegeben.Instead of the gas reacted in the 1 × oxidation stage, a gas mixture obtained by adding isobutylene or xylene in the concentrations shown in Table III to MAL (purity 99.5% by weight) was used according to the method described in Example 1 at a space velocity of 2000 hours " 1 µm while maintaining the MAL (a mixture containing isobutylene or xylene): O 2 : N 2 : H 2 O molar ratio at 1: 1.5: 13.0: 17.5 The results are given in Table III.
Aus Tabelle III ist ersichtlich, daß bei der Reaktion der 2. Oxydationsstufe ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Isobutylen oder Xylol, nachteilig die Bildung von MAA beeinträchtigen. From Table III it can be seen that in the reaction of the 2nd oxidation stage, unsaturated hydrocarbons, such as Isobutylene or xylene, adversely affect the formation of MAA.
beispielReference
example
gesättigten Kohlen
wasserstoffen in dem
zugefuhrten MAL (%.
bezogen auf Kohlenstoff)Concentration on un
saturated coals
hydrogen in the
supplied MAL (%.
based on carbon)
onstem
peratur
(0C)Reacti
onstem
temperature
( 0 C)
lung
von MALConversion
lung
by MAL
auf MAL)MAA (related
on MAL)
tiviSelek
tivi
einem,Training in
one
9W By-
9 W.
709886/0989709886/0989
Man stelle nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1
Katalysatoren her, indem man einen weiteren Bestandteil
(Bestandteil Z) (Ce, Ti, Zn, Cr, La, Al, Cd, Pb, Ag und Cu) in den in Beispiel 1 hergestellten Katalysator einbrachte.
Die Umsetzung in Form einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung
dieser Katalysatoren durchgeführt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle IV gezeigt.Use the same procedure as in Example 1
Catalysts made by adding another ingredient
(Component Z) (Ce, Ti, Zn, Cr, La, Al, Cd, Pb, Ag and Cu) in the catalyst prepared in Example 1 introduced.
The continuous 1st and 2nd stage reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using these catalysts. The results
are shown in Table IV.
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 stellte man Katalysatoren her, indem man den Phosphorkomponenten—Bestandteil in den verwendeten Katalysatoren, hergestellt in Beispiel 1, teilweise oder vollständig durch Arsen oder Bor ersetzte oder indem man den Kalium-Bestandteil der in Beispiel 1 hergestellten Katalysatoren teilweise oder vollständig durch Rubidium, Caesium oder Thallium ersetzte. Man führte die gleiche direkte Umsetzung in einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe wie in Beispiel 1 unter Verwendung dieser Katalysatoren durch. Die Ergebnisse sind in Tabelle V angegeben·The same procedure as in Example 1 was used to prepare catalysts by adding the phosphorus component in the catalysts used, prepared in Example 1, partially or completely replaced by arsenic or boron or by partially or completely by the potassium component of the catalysts prepared in Example 1 Replaced rubidium, cesium or thallium. The same direct reaction was carried out in a continuous 1st and 2nd stage as in Example 1 using these catalysts. The results are given in Table V.
709886/0989709886/0989
CO OO 00CO OO 00
O CO 0» COO CO 0 »CO
spielgame
on s temon s tem
peraturtemperature
C0OC 0 O
Umvrand-Edging
lunglung
bildeten un-formed un-
gesättigensaturate
KohlenwasserHydrocarbon
stoffenfabrics
tivitätactivity
einem einone a
maligenmalign
DurchgangPassage
(Atomverhältnis)(Atomic ratio)
tempeiratijurtempeiratijur
(bezogen auf MAL) MM
(based on MAL)
ungesättigtenunsaturated
Kohlenwasser— ■Hydrocarbons— ■
einem einmaligena one-time
Durchaana ibezo—Byaana ibezo—
spiel !game !
wandlungchange
I fabrics i
I.
Tabelle V (PortSetzung) Table V (port setting)
ο u> ca ct> σ>ο u> ca ct> σ>
spielat
game
temperatur
(0O Reaction
temperature
( 0 O
ungesättigten Kohlen
wasserstoffen
(%)Share of educated
unsaturated coals
hydrogen
(%)
vität
(%)Selecti
vity
(%)
wandlung
(%) iB - Um
change
(%)
einem einmaliger
Durchgang (.%) Yield in
a unique one
Passage (.%)
<o QP OO<o QP OO
temperatur
(0O Reaction
temperature
( 0 O
lung
(%)MAL conversion
lung
(%)
(bezogen auf MAL) MAA
(based on MAL)
(%)selectivity
(%)
ungesättigten
Koh1enwasser-
stoffe
(%)Converting the
unsaturated
Coal water
fabrics
(%)
in einem ein
maligen Durch
gang
(%) MAA yield
in a one
times through
corridor
(%)
spielat
game
einem einma
ligen Durch
gang (%)Yield in
one time
leagues through
corridor (%)
- 2S--- 2S--
Man setzte die Reaktionen in der 1. und 2. Stufe in den Beispielen 1, 2 und 13 ICX)O Stunden unter den gleichen Reaktionsbedingungen fort. Man ermittelte die Änderungen der Reaktionsergebnisse· The reactions in the 1st and 2nd stage were continued in the examples 1, 2 and 13 ICX) O hours under the same reaction conditions. The changes in the reaction results were determined
Während der Umsetzung wurden die Temperaturen der Metallbäder in den Oxydationszonen der 1. und 2. Stufe konstant gehalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI angegeben. Wie aus Tabelle VI ersichtlich ist, ergibt sich sogar nach einem Zeitablauf von 1000 Stunden kein wesentlicher Abbau der Reaktionsergebnisse in der 1. Oxydationsstufe und in der 2. Oxydationsstufe.During the reaction, the temperatures of the metal baths in the oxidation zones of the 1st and 2nd stage were kept constant. The results are given in Table VI. As can be seen from Table VI, even after a time lapse of 1000 hours no significant degradation of the reaction results in the 1st oxidation stage and in the 2nd oxidation stage.
Als Vergleich zu Beispiel 33 setzte man die im Vergleichsbeispiel 5 durchgeführte Reaktion in der 1. und 2. Stufe 1000 Stunden unter den gleichen Reaktionsbedingungen fort. Man bestimmte die Änderungen der Reaktionsergebnisse.As a comparison to Example 33, those in the comparative example were used 5 carried out reaction in the 1st and 2nd stage for 1000 hours under the same reaction conditions. One determined the changes in the reaction results.
Während der Reaktion wurden die Temperaturen der Metallbäder in der 1. Oxydationsstufe und der 2. Oxydationsstufe konstant gehalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI angegeben.During the reaction, the temperatures of the metal baths in the 1st oxidation stage and the 2nd oxidation stage became constant held. The results are given in Table VI.
Es ist aus Tabelle VI ersichtlich, daß kein wesentlicher Abbau der Reaktionsergebnisse der 1. Oxydationsstufe beobachtet wurde, daß jedoch im Verlauf der Zeit die Reaktionsergebnisse der 2. Oxydationsstufe sehr schlecht wurden. Dieser Abbau scheint hauptsächlich auf die Wirkungen der in dem umgesetzten Gas, das bei der 1. Oxydationsstufe gebildet wurde, enthaltenen ungesättigten Kohlenwasserstoffe zurückzuführen zu sein.It can be seen from Table VI that no significant degradation of the reaction results of the 1st oxidation stage was observed. however, that in the course of time the reaction results of the 2nd oxidation stage became very poor. This degradation seems mainly on the effects of those contained in the converted gas which was formed in the 1st oxidation stage to be attributed to unsaturated hydrocarbons.
709886/0989709886/0989
321
32
chene
Zeit
(Std.) Verstri
chene
Time
(Hours.)
temperatur
(0O Reaction
temperature
( 0 O
wandlung
(%)iB - Um
change
(%)
bildeten un
gesättigten
Koh1enwas ser-
stoffen (%)Share of ge
formed un
saturated
Coal water
fabrics (%)
vität
(%)Selecti
vity
(%)
532
53
10000 *
1000
340340
340
97,597.6
97.5
2,82.9.
2.8
einem einma
ligen Durch
gang (.%) Yield in
one time
leagues through
gear (.%)
80,579.9
80.5
'5415th
'54
10000 *
1000
370370
370
97,597.0
97.5
3,64.0
3.6
78,578.0
78.5
78,178.1
78.1
spielat
game
175
17th
10000 *
1000
340340
340
98,198.0
98.1
76rl75.8
76 r l
8O;380.4
8O ; 3
gleichs-
beispielVer
equal
example
10000 *
1000
370370
370
9^,09% 9
9 ^, 0
78,878.8
78.8
63,963; 7th
63.9
60,160.4 '
60.1
Das Symbol (*) bedeutet den frühen Zustand der Reaktion.The symbol (*) means the early stage of the reaction.
Tabelle VI (Fortsetzung) Table VI (continued)
(O OQ OO(O OQ OO
32.1
32.
onstem
peratur
(0C)Reacti
onstem
temperature
( 0 C)
wandlung
(%)MAL- At
change
(%)
(bezogen auf MAL) MAA
(based on MAL)
(%) selectivity
(%)
ungesättigten
Kohlenwasser
stoffe
.(90Converting the
unsaturated
Hydrocarbon
fabrics
. (90
einem einmaliger
Durchgang (be
zogen auf i-B)
(0Zo) MAA yield in
a unique one
Passage (be
moved to iB)
( 0 Zo)
332
33
335335
335
81,180.0
81.1
einem ein
mal »Durch
gang (%)Training in
one a
times »Through
corridor (%)
75,274.9
75.2
100100
100
47,947.2
47.9
34-13th
34-
335535
335
77,275.8
77.2
61,060.5
61.0
74,975.3
74.9
100100
100
44;043.3
44 ; 0
175
17th
535335
535
80,480.5
80.4
57,857.1
57.8
75,575.8
75.5
100100
100
47,848.1
47.8
gleichs-equal
beispielexample
335335
335
49,761.4
49.7
60,761.0
60.7
58,464.0
58.4
100100
100
17,423.7
17.4
29,039.3
29.0
27354U27354U
Man führte die gleiche Umsetzung einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe wie in Beispiel 1 unter Verwendung der gleichen Reaktion bei einer 1. Oxydationsstufe, wie sie in den Beispielen 1, 2 und 13 verwendet wurde, und unter Verwendung von Propylen anstelle von Isobutylen durch. Die Reaktionsergebnisse sind in Tabelle VII angegeben.The same reaction of a continuous 1st and 2nd stage as in Example 1 was carried out using the same reaction at a 1st oxidation stage as used in Examples 1, 2 and 13, and below Use of propylene instead of isobutylene. The reaction results are given in Table VII.
709886/0989709886/0989
spielat
game
onstem
peratur
(0O Reacti
onstem
temperature
( 0 O
UmwandlungPropylene
conversion
gebildeten
ungesättigen
Kohlenwasser
stoffenShare of
educated
unsaturated
Hydrocarbon
fabrics
tivi
tätSelek
tivi
activity
36
3755
36
37
(Atomverhältnis)Catalyst composition
(Atomic ratio)
12
1212th
12th
12th
1
11
1
1
6
1212th
6th
12th
4
44th
4th
4th
1
11
1
1
0,5
0,50.5
0.5
0.5
1
11
1
1
555
555555
555
555
97,5
987698.2
97.5
98 7 6
2,9
1,82.0
2.9
1.8
in einem
einmalig.
Durchgangyield
in one
unique.
Passage
85,9
87,586.5
85.9
87.5
85,6
86,184.9
85.6
86.1
CO CTJCO CTJ
spielgame
temperatur
(0C)Reaction
temperature
( 0 C)
Umwandlung
<*)*Acrolein
conversion
<*) *
(bezogen auf Acrolein)Acrylic acid
(based on acrolein)
tät
(%)Selectivi
activity
(%)
ungesättigten
Kohlenwasser
stoffen
(%)Conversion to
unsaturated
Hydrocarbon
fabrics
(%)
Ausbeute in
einem einma
ligen Durch
gang (bezo
gen auf Pro
pylen) (%)Acrylic acid
Yield in
one time
leagues through
gang (rel
gen on Pro
pylene) (%)
56
3755
56
37
360
560560
360
560
87,9
90,088.7
87.9
90.0
einem ein
mal .Durch
gang (%)Au sb. in
one a
times .by
corridor (%)
90,1
91,290.5
90.1
91.2
100
100100
100
100
66,2"
70,768.2
66.2 "
70.7
79,2
82T1. 80.3
79.2
82 T 1
2735AH2735AH
Als Bezugsbeispiel für die Beispiele 35 bis 37 wurde die Reaktion unter den gleichen Bedingungen wie bei der Reaktion der 2. Stufe in Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch Acrolein mit einer Reinheit von 99,6 Gewichts-% bei einer Raumgeschwindigkeit von 2000 Std.~ verwendet wurde und das Acrolein : Op:N~iH-O-Molverhältnis in der Ausgangsgasmischung bei 1:1,5:13,0:17,5 gehalten wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII gezeigt.As a reference example for Examples 35 to 37, the reaction was carried out under the same conditions as in the reaction the 2nd stage carried out in Example 1, but acrolein with a purity of 99.6% by weight at a Space velocity of 2000 hrs. ~ Was used and the acrolein: Op: N ~ iH-O molar ratio in the starting gas mixture was held at 1: 1.5: 13.0: 17.5. The results are shown in Table VIII.
Reaktionstemperatur (0C) 360Reaction temperature (0 C) 360
Acrolein-Umwandlung (%) 91,0Acrolein Conversion (%) 91.0
Acrylsäure-Ausbeute in
einem einmaligen Durchgang (bezogen auf Acrolein) (%) 82,5Acrylic acid yield in
a single pass (based on acrolein) (%) 82.5
Selektivität (%) der AcrylsäureSelectivity (%) of acrylic acid
(bezogen auf Acrolein) 90,7(based on acrolein) 90.7
Man fügte 48,5 g Wismutnitrat, 116,5 g Kobaltnitrat, 29,1 g Nickelnitrat, 484,8 g Ferrinitrat und 10,1 g Kaliumnitrat zu 150 ml Wasser und löste durch Erhitzen unter Bildung einer Lösung (Lösung A).48.5 g of bismuth nitrate, 116.5 g of cobalt nitrate, 29.1 g of nickel nitrate, 484.8 g of ferric nitrate and 10.1 g of potassium nitrate were added to 150 ml of water and dissolved by heating to form a solution (solution A).
Getrennt wurden 212 g Ammoniummolybdat in 400 ml Wasser durch Erhitzen gelöst und 5,76 g 85%-ige Phosphorsäure zur Bildung
einer Lösung (Lösung B) zugegeben. Weiterhin löste man 41,2 g Tetrachlorgold(III)-säure in 200 ml Wasser unter Erhitzen zur
Bildung einer Lösung (Lösung C).Separately, 212 g of ammonium molybdate were dissolved in 400 ml of water by heating and 5.76 g of 85% phosphoric acid to form
a solution (solution B) added. Furthermore, 41.2 g of gold tetrachloride (III) acid were dissolved in 200 ml of water with heating to form a solution (solution C).
Man mischte die Lösung B mit 'der Lösung A, die bei erhöhter Temperatur gerührt wurde. Nach sorgfältigem Mischen wurde die Lösung C zugegeben. Unter sorgfältigem Rühren wurde die Mischung zur Trockne eingedampft und dann bei 120°C 8 Stunden getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde bei 600°COne mixed the solution B with 'the solution A, which at increased Temperature was stirred. After thorough mixing, solution C was added. With careful stirring, the Mixture evaporated to dryness and then dried at 120 ° C for 8 hours. The dried product was at 600 ° C
709886/0989709886/0989
2735AU2735AU
16 Stunden in einem Muffelofen calciniert. Der erhaltene Feststoff wurde unter Bildung von Teilchen mit einer Teilchengröße von 2,4 bis 4,8 mm (4 bis 8 mesh) pulverisiert.Calcined in a muffle furnace for 16 hours. The obtained solid was formed into particles having a particle size pulverized from 2.4 to 4.8 mm (4 to 8 mesh).
Die Zusammensetzung des so hergestellten erfindungsgemäßen Katalysators war Mo12Bi1Fe12Co4Ni1Au1P0 ^K^. The composition of the inventive catalyst prepared in this way was Mo 12 Bi 1 Fe 12 Co 4 Ni 1 Au 1 P 0 ^ K ^.
Nach dem gleichen Verfahren wie vorstehend wurden verschiedene Katalysatoren mit verschiedenartigen Zusammensetzungen, wie sie in Tabelle IX angegeben sind, hergestellt.Using the same procedure as above, various catalysts with various compositions, as indicated in Table IX.
Man führte die gleiche Umsetzung einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe wie in Beispiel 1 durch, wobei man diese Katalysatoren für die 1. Oxydationsstufe verwendete. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX angegeben.The same reaction of a continuous 1st and 2nd stage as in Example 1 was carried out, this being the case Catalysts used for the 1st oxidation stage. The results are given in Table IX.
Die Ergebnisse in Tabelle IX zeigen, daß die erfindungsgemäßen Katalysatoren, die Au enthalten, Wirkungen ergeben, die denjenigen der erfindungsgemäßen Katalysatoren, die Be enthalten, äquivalent sind.The results in Table IX show that the catalysts of the present invention containing Au give effects which are equivalent to those of the catalysts according to the invention which contain Be.
709886/0989709886/0989
tivität
(%)Selek
activity
(%)
peratur
(0C)onstem
temperature
( 0 C)
lung
00 Conversion
lung
00
gesättigten
Kohlenwasser
stoffen (%)formed un
saturated
Hydrocarbon
fabrics (%)
einem,
einmal
Durch
gang &)Au sb .in
one
once
By
corridor &)
spielat
game
Tabelle IX (Fortsetzung) Table IX (continued)
ο co OOο co OO
ο co α»ο co α »
spielBel-
game
tetnperatur
C0C)Reaction
temperature
C 0 C)
Urawandlüng
(%) TIMES-
Urawandlüng
(%)
(bezogen auf MAL)MAA
(based on MAL)
(%) selectivity
(%)
ungesättigten
Kohlenwasser
stoffe
(%) Converting the
unsaturated
Hydrocarbon
fabrics
(%)
einem einmali
gen Durchgang
(bezogen auf i-B)
(%) MAA yield in
a one-time
gen passage
(based on iB)
(%)
39
40
41
4238
39
40
41
42
335
335
335
335335
335
335
335
335
75,8
77,1
76,4
76,576.2
75.8
77.1
76.4
76.5
einem ein
maligen
DurchgangYield in
one a
malign
Passage
74,3
75,6
74,9
75,475.1
74.3
75.6
74.9
75.4
100
100
100
100100
100
100
100
100
42,1
44,5
44,6
44,143.8
42.1
44.5
44.6
44.1
56,3
58,3
57,2
57,757.2
56.3
58.3
57.2
57.7
(M(M
cncn
27354U27354U
Man stellte einen Katalysator der Zusammensetzung Mo19Bi-1Fe110Co4Ni1Nd1P- ^K1 in der gleichen Weise wie in Beispiel T her, mit der Ausnahme, daß man 43,8 g Neodymnitrat anstelle von 56,1 g Berylliumnitrat verwendete. Nach dem gleichen Verfahren stellte man verschiedene Katalysatoren mit verschiedenartigen Zusammensetzungen wie in Tabelle X gezeigt her.A catalyst of the composition Mo 19 Bi -1 Fe 110 Co 4 Ni 1 Nd 1 P- ^ K 1 was prepared in the same way as in Example T, with the exception that 43.8 g of neodymium nitrate instead of 56.1 g g beryllium nitrate used. Various catalysts having various compositions as shown in Table X were prepared by the same procedure.
Die Leistungsfähigkeiten dieser Katalysatoren wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle X angegeben.The performances of these catalysts were determined in the same manner as in Example 1. The results are given in Table X.
709866/0989709866/0989
lek-
&«t
(X)Se-
lek-
& «T
(X)
peratur
(0C)onstem
temperature
( 0 C)
lung
(%)Conversion
lung
(%)
gesättigten
Kohlenwasser
stoffen (%)formed un
saturated
Hydrocarbon
fabrics (%)
in einen
einmalig.
Durch-
qanq(%)yield
in a
unique.
By-
qanq (%)
temperatur
C0C)Reaction
temperature
C 0 C)
(%) selectivity
(%)
ungesättigten
Kohlenwasser
stoffe
(%)Converting the
unsaturated
Hydrocarbon
fabrics
(%)
in einem ein
maligen Durch
gang (bezogen
auf i-B)
(%) MAA yield
in a one
times through
gang (related
on iB)
(%)
spielat
game
Utnwandlung
(%) TIMES-
Transformation
(%)
(bezogen auf MAL) WAA
(based on MAL)
einem ein
maligen
Durchg.(%)Yield in
one a
malign
Continuous (%)
te 2735AUte 2735AU
Man stellte Katalysatoren in der gleichen Weise wie in den Beispielen 38 und 43 her, mit der Ausnahme, daß zu den in den Beispielen 38 und 43 hergestellten Katalysatoren zusätzlich Ce1 Ti, Zn1 Cr1 La1 Al1 Cd1 Pb oder Cu zugegeben wurden· Unter Verwendung dieser Katalysatoren wurde die Umsetzung in einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle XI angegeben.Catalysts were prepared in the same way as in Examples 38 and 43, with the exception that Ce 1 Ti, Zn 1 Cr 1 La 1 Al 1 Cd 1 Pb or Cu were additionally added to the catalysts prepared in Examples 38 and 43 Using these catalysts, the reaction was carried out in a continuous 1st and 2nd stage as in Example 1. The results are given in Table XI.
709886/0989709886/0989
ti vi-
täbßfc) ! SE-
ti vi-
tabßfc)
(%)lung
(%)
ten Kohlen
wasserst. (%)unsaturated
ten coals
water. (%)
maligen
Durchg.(%)one a
malign
Continuous (%)
ratur
(0C)tempe-
rature
( 0 C)
Tabelle XI (PortSetzung) Table XI (port setting)
spielat
game
temperatur
C0O Reaction
temperature
C 0 O
Umwandlung
(%) TIMES-
conversion
(%)
(bezogen auf MAL)HAA
(based on MAL)
vität
(%) Selecti
vity
(%)
ungesättigten
Kohlenwasser
stoffe
(%) Converting the
unsaturated
Hydrocarbon
fabrics
(%)
einem einmali
gen Durchgang
(bezogen auf
i-B)
(%) MAA yield in
a one-time
gen passage
(based on
iB)
(%)
einem ein
maligen
Durchgang
V /o /Yield
one a
malign
Passage
V / o /
- 44-- - 44--
2735AU2735AU
Man stellte in der gleichen Weise wie in den Beispielen und 43 Katalysatoren her, wobei man die X-Komponente der Katalysatoren der Beispiele 38 und 43 durch Arsen oder Bor und die R-Komponente der Katalysatoren durch Rubidium, Caesium oder Thallium ersetzte. Man führte eine Umsetzung in einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 unter Verwendung dieser Katalysatoren durch. Die Ergebnisse sind in Tabelle XII angegeben.Catalysts were prepared in the same manner as in Examples and 43, using the X component of the Catalysts of Examples 38 and 43 by arsenic or boron and the R component of the catalysts by rubidium, Replaced cesium or thallium. A reaction was carried out in a continuous 1st and 2nd stage after the same Procedure as in Example 1 using these catalysts. The results are shown in Table XII specified.
709886/0989709886/0989
oo oo σ>oo oo σ>
TabelleXH (Portsetzung) TableXH (port setting)
temperatur
(0C) .Reaction
temperature
( 0 C).
bildeten un
gesättigten
Kohlenwasser
stoffen (%)Share of ge
formed un
saturated
Hydrocarbon
fabrics (%)
(%)selectivity
(%)
Wandlung
(%)iB - Um-.
Change
(%)
einen einma
ligen IXarch-
gang (%)Yield in
one time
leagues IXarch-
corridor (%)
■ν« O CO■ ν «O CO
temperatur
C0C)Reaction
temperature
C 0 C)
Utnwandlung .
<%) TIMES-
Transformation.
<%)
ungesättigten
Kohlenwasser
stoffe
(%) Converting the
unsaturated
Hydrocarbon
fabrics
(%)
einem einmali
gen Durchgang.
(bezogen auf
i-B)
(%)MAA yield in
a one-time
gen passage.
(based on
iB)
(%)
spiel 'at
game '
CaJ
cn■ ■ ^^ J
CaJ
cn
(bezogen aufMAA
(based on
einem einmali
gen Durchgang
(%) Yield in
a one-time
gen passage
(%)
tivi
tät
(%)Selek
tivi
activity
(%)
50 27354U 50 27354U
Man setzte die Umsetzung in einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe in den Beispielen 38, 43, 44 und 59 1000 Stunden unter den gleichen Reaktionsbedingungen fort. Man bestimmte die Änderungen der Reaktionsergebnisse. Die Ergebnisse sind in Tabelle XIII angegeben.The reaction was continued in a continuous 1st and 2nd stage in Examples 38, 43, 44 and 59 for 1000 hours continued under the same reaction conditions. The changes in the reaction results were determined. The results are given in Table XIII.
Die Ergebnisse in Tabelle XIII zeigen, daß die erfindungsgemäßen Katalysatoren, die Au oder Nd enthalten, für das Verfahren in einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe geeignet sind, da sie hohe Umwandlungen und eine hohe Selektivität bei der 1. Oxydationsstufe ergeben und in hohem Ausmaß die Bildung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen als Nebenprodukte herabsetzen. Im Gegensatz hierzu besitzt der Katalysator, der den vorgenannten Bestandteil nicht enthält (Vergleichsbeispiel 17), eine geringe Leistungsfähigkeit bei der 1. Oxydationsstufe und ergibt große Mengen an ungesättigten Kohlenwasserstoffen als Nebenprodukte, wie in Tabelle VI gezeigt. Aus diesem Grunde wird, wenn ein derartiger Katalysator als Katalysator für die 1. Oxydationsstufe bei dem Verfahren einer kontinuierlichen 1. und 2. Stufe verwendet wird, die Lebensdauer des Katalysators für die 2. Oxydationsstufe herabgesetzt.The results in Table XIII show that the catalysts of the invention, which contain Au or Nd, for the Processes in a continuous 1st and 2nd stage are suitable because they have high conversions and high selectivity result in the 1st oxidation stage and to a high degree reduce the formation of unsaturated hydrocarbons as by-products. In contrast, the catalyst has which does not contain the aforesaid ingredient (Comparative Example 17) has poor performance in the 1st oxidation stage and gives large amounts of unsaturated hydrocarbons as by-products, as in Table VI shown. For this reason, if such a catalyst is used as a catalyst for the 1st oxidation stage in the process of a continuous 1st and 2nd stage is used, the life of the catalyst for the 2nd oxidation stage is reduced.
709886/0989709886/0989
spielBel-
game
chene Re-
akt.Zeit
(StS.7Verstri
chene
current time
(StS.7
10000 * '
1000
1000 ο * '
1000
1000o ';
1000
*) Das Symbol (*) bezeichnet die frühe Stufe der Reaktion.*) The symbol (*) indicates the early stage of the reaction.
Tabelle XIII (Portsetzung) Table XIII (porting)
00 a> 00 a>
<O €»<O € »
spielat
game
temperatur
<°C) Reaction
temperature
<° C)
Umwandlung
(%)iB -
conversion
(%)
ungesättigten Kohlen
wasserstoffen
(%)Share of educated
unsaturated coals
hydrogen
(%)
vität
(%)Selecti
vity
(%)
340340
340
96,996.8
96.9
3,83.9
3.8
einmaligen Durch
gang (%)Yield in one
one-time through
corridor (%)
79,179.0
79.1
340 1 340
340
97,096.7
97.0
3,73.9
3.7
76,676.5
76.6
79,578.9
79.5
370370
370
96,596.5
96.5
4,24.2
4.2
77,176.3
77.1
77,778.1
77.7
340340
340
97,397.1
97.3
3,33.4
3.3
75,075.4
75.0
79,379.1
79.3
77,276.8
77.2
OrOr
CO cnCO cn
Tabelle XIII (Fortsetzung) Table XIII (continued)
spielat
game
temperatur
(°C) Reaction
temperature
(° C)
wandlung
(%)MAL-Um-
change
(%)
(bezogen auf MAL)MAA
(based on MAL)
tivität
(%)Selek
activity
(%)
ungesättigten
Kohlenwasser
stoffe
(%)Converting the
unsaturated
Hydrocarbon
fabrics
(%)
einem einmali
gen Durchgang
(bezogen auf i-B)
(%)MAA yield in
a one-time
gen passage
(based on iB)
(%)
335335
335
76,376.2
76.3
einmaligen Durch
gang
(%)Yield in one
one-time through
corridor
(%)
75,175.1
75.1
100100
100
43,943.8
43.9
335335
335
76,576.1
76.5
57,357.2
57.3
75,375.0
75.3
100100
100
44,443.6
44.4
335335
335
75,875.6
75.8
57,657.1
57.6
74,975.3
74.9
100100
100
42,642.9
42.6
335335
335
78,077.4
78.0
56,856.9
56.8
75,575.8
75.5
100100
100
45,545.1
45.5
58,958.7
58.9
2735AU2735AU
Indem man die Katalysatoren für die 1. Oxydationsstufe, die
in den Beispielen 81 bis 84 verwendet wurden, verwendete,
führte man eine Umsetzung in einer kontinuierlichen 1. und
2. Stufe in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durch, mit der Ausnahme, daß man als Ausgangsgas anstelle von Isobutylen
Propylen verwendete. Die Reaktionsergebnisse sind in Tabelle XIV angegeben.By using the catalysts for the 1st oxidation stage used in Examples 81 to 84,
one carried out an implementation in a continuous 1. and
2nd stage in the same manner as in Example 1, with the exception that propylene was used as the starting gas instead of isobutylene. The reaction results are given in Table XIV.
709886/0989709886/0989
spielat
game
tions-
temp·
(0C)React
functional
temp
( 0 C)
len-Um-
wandlung
(%)Propy
len-um-
change
(%)
bildet, unges.
Kohlenwasser
stoffen (%)Share of ge
forms, uns.
Hydrocarbon
fabrics (%)
üvi-
tät(%)Seleto
üvi-
rate (%)
86
87
8885
86
87
88
(Atomverhältnis)Catalyst composition
(Atomic ratio)
12
12
1212th
12th
12th
12th
1
' 1
11
1
' 1
1
12
6
1212th
12th
6th
12th
4
4
44th
4th
4th
4th
1
1
11
1
1
1
1
11
1
1
0,5
0,5
0,50.5
0.5
0.5
0.5
1
1
11
1
1
1
360
360
360360
360
360
360
98,6
98,2
98,798.1
98.6
98.2
98.7
1,9
2,1
1,82.3
1.9
2.1
1.8
einmaligen
Durchg.(%)Au sb. in a.
unique
Continuous (%)
85,8
84,2
86,085.4
85.8
84.2
86.0
84,6
82,7
84,983.8
84.6
82.7
84.9
Tabelle XIV (Fortsetzung) Table XIV (continued)
CO OO OOCO OO OO
ο co α» coο co α »co
spielat
game
onstem-
peratur
(0C)rteakti-
onstem-
temperature
( 0 C)
Umwandlung
(%)AeroIein
conversion
(%)
(bezogen auf Acrolein)Acrylic acid
(based on acrolein)
tivi-
tät(%)Selek
tivi-
rate (%)
ungesättigten
Kohlenwasser
stoffe
(%)Converting the
unsaturated
Hydrocarbon
fabrics
(%)
in einem einmaligen
Durchgang (bezogen
auf Propylen)
(%;Acrylic acid yield
in a one-off
Passage (related
on propylene)
(%;
86
87
8885
86
87
88
360
360
360360
360
360
360
88,9
88,4
89,388.4
88.9
88.4
89.3
einmaligen Durch
gang (%)Yield in one
one-time through
corridor (%)
90,0
90,0
90,589.8
90.0
90.0
90.5
100
100
100100
100
100
100
67,7
65,8
68,666.5
67.7
65.8
68.6
80,0
79,6
80,879.4
80.0
79.6
80.8
cn er» cn he »
Claims (14)
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FR (1) | FR2360347A1 (en) |
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JPS584691B2 (en) * | 1977-11-07 | 1983-01-27 | 宇部興産株式会社 | Method for producing methacrolein |
US4217309A (en) * | 1978-06-12 | 1980-08-12 | Ube Industries, Ltd. | Process for producing methacrolein |
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FR2495015B1 (en) * | 1980-11-28 | 1985-07-05 | Rhone Poulenc Chim Base | PROCESS FOR THE PREPARATION OF CATALYSTS BASED ON MOLYBDENE OXIDES AND / OR TUNGSTENE AND OXIDES OF OTHER METALS |
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1977
- 1977-08-05 DE DE19772735414 patent/DE2735414A1/en not_active Withdrawn
- 1977-08-08 FR FR7724392A patent/FR2360347A1/en active Granted
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Publication number | Publication date |
---|---|
FR2360347B1 (en) | 1983-07-08 |
FR2360347A1 (en) | 1978-03-03 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |