DE69011495T3 - Katalysator und Verfahren zur Herstellung von Acrylonitril und Methacrylonitril. - Google Patents

Katalysator und Verfahren zur Herstellung von Acrylonitril und Methacrylonitril.

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Description

    VORGESCHICHTE DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und einen Katalysator für die Ammoxidation von Olefin-Ammoniak-Mischungen zu ungesättigten Nitrilen, und insbesondere ein verbessertes Verfahren und einen Katalysator für die Ammoxidation von Propylen-Ammoniak und Isobutylen-Ammoniak zu Acrylnitril beziehungsweise Methaarylnitril. Die Ammoxidation wird in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt, umfassend Kalium und Cäsium, und die Oxide von Bismut, Molybdän, Eisen, Nickel und Magnesium und gegebenenfalls in Kombination mit zumindest einem Element, ausgewählt aus der Gruppe von Cobalt, Phosphor, Mangan, Tellur, Natrium, Cer, ahrom, Antimon und Wolfram.
  • Es existieren viele Patente bezüglich der Herstellung von Acrylnitril durch Verwendung eines Bismut-Molybdän-Eisen-Wirbelbett-Katalysators (z.B. US-A-3 642 930). Insbesondere beschreiben die US-A-4 863 891, erteilt am 5. September 1989 und die US-A-4 767 878, erteilt am 30. August 1988, ein Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril unter Verwendung eines Katalysators, bestehend aus den Oxiden von Bismut, Molybdän, Eisen, Magnesium und gegebenenfalls den Oxiden von Cobalt, Nickel, Phosphor, Arsen und einem Alkalimetail, vorhanden in einer Menge von weniger als 0,1. Die DE-A-2 258 871 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril unter Verwendung eines Mischoxid-Katalysators, enthaltend diese Oxide. Sie offenbart keinen Katalysator, in welchem Magnesiumoxid mit einem Oxid von Kalium und/ oder Cäsium kombiniert ist. Die DE-A-2 366 002 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril unter Verwendung eines Mischoxid-Katalysators, enthaltend einige dieser Oxide, jedoch ausschließlich Magnesiumoxid.
  • Der in dem Verfahren dieser Erfindung eingesetzte Katalysator hat eine hohe Aktivität für die Herstellung von ungesättigten Nitrilen bei einer geringfügig niedrigeren Reaktionstemperatur, als sie normalerweise für diesen Verfahrenstyp verwendet wird, und er behält seine Wirksamkeit beim Betrieb bei niedriger Temperatur nach der Alterung bei. Außer der hohen Aktivität für die Nitrilproduktion, hat der Katalysator eine Anzahl von anderen wichtigen Vorteilen, welche in hohem Maße zu dem wirksamen und ökonomischen Betrieb des Verfahrens beitragen. Der Katalysator hat eine ausgezeichnete Redox-Stabilität unter den Reaktionsbedingungen des Verfahrens. Dies erlaubt die Verwendung von niedrigen Verfahrensluft-zu-Olefin-Verhältnissen und hohen Raumgeschwindigkeiten pro Stunde von hohem Gewicht. Der Katalysator weist eine wirksame Ammoniakverwertung auf und reduziert daher in hohem Maße die Menge an in dem Reaktorausgang auf tretendem nichtumgesetzten Ammoniak und verringert so die Menge an zur Neutralisation des Ammoniaks in dem Reaktorausgang benötigter Schwefelsäure. Dies führt zu Verbesserungen in (1) dem Betrieb des Rückgewinnungsabschnitts des Verfahrens und (2) der Pollutionskontrolle. Die Verwendung von niedrigeren Betriebstemperaturen begünstigt eine längere Katalysatorlebensdauer und setzt Probleme bezüglich des Ablaufs, wie Nachverbrennen, auf ein Mindestmaß zurück. Trotz der niedrigeren Reaktionstemperaturen werden pro Durchgang Umwandlungen in das Nitrilprodukt von 84 Prozent und darüber erzielt. Ein weiterer wichtiger, mit dem Katalysator dieser Erfindung verbundene Vorteil sind die niedrigen Kosten der wesentlichen katalytischen Komponenten und die Leichtigkeit der Katalysatorherstellung.
  • Die zur Herstellung der ungesättigten Nitrile dieser Erfindung verwendeten Reaktionsteilnehmer sind Sauerstoff, Ammoniak und ein Olefin, das drei Kohlenstoffatome in einer geraden Kette aufweist, wie Propylen oder Isobutylen, und Mischungen der selben.
  • Die Olef ine können in einer Mischung mit paraff mischen Kohlenwasserstoffen, wie Ethan, Propan, Butan und Pentan, vorliegen; beispielsweise kann eine Propylen-Propan-Mischung die Beschickung bilden. Dies macht es möglich, übliche Raffinerieströme ohne spezielle Trennung zu verwenden. Ebenso können Verdünnungsmittel wie Stickstoff und Oxide von Kohlenstoff in der Reaktionsmischung ohne nachteilige Wirkungen vorhanden sein.
  • In seiner bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren das In-Kontakt-bringen einer Propylen oder Isobutylen, Ammoniak und Sauerstoff enthaltenden Mischung mit dem Katalysator bei einer erhöhten Temperatur und bei atmosphärischem oder nahe dem atmosphärischen Druck zur Herstellung von Acrylnitril oder Methacrylnitril. Besonders bevorzugt ist das Verfahren auf In-Kontakt-bringen von Propylen, Ammoniak und Sauerstoff mit einem Fließbettkatalysator bei einer erhöhten Temperatur zur Herstellung von Acrylnitril abgestellt.
  • In diesem Verfahren können beliebige Sauerstoffquellen verwendet werden. Aus ökonomischen Gründen wird es jedoch bevorzugt, daß als Sauerstoffquelle Luft verwendet wird. Vom rein technischen Gesichtspunkt aus betrachtet, wird vergleichsweise reiner molekularer Sauerstoff äquivalente Ergebnisse liefern. Das molare Verhältnis von Sauerstoff zu dem Olefin in der Beschickung in den Reaktionsbehälter sollte im Bereich von 0,5 : 1 bis 4 : 1 liegen, und ein Verhältnis von etwa 1 : 1 bis 3 : 1 wird bevorzugt.
  • Das molare Verhältnis von Ammoniak zu Olefin in der Beschikkung für die Reaktion kann zwischen etwa 0,5 : 1 bis 5 : 1 variieren. Es existiert keine reale obere Grenze für das Ammoniak- Olefin-Verhältnis, jedoch liegt im allgemeinen kein Grund vor, ein Verhältnis von 5 : 1 zu überschreiten. Bei Ammoniak-Olefin- Verhältnissen, die merklich kleiner als das stöchiometrische Verhältnis von 1 : 1 sind, werden verschiedene Mengen an oxidierten Derivaten des Olef ins gebildet werden. Außerhalb der oberen Grenze dieses Bereichs werden nur unerhebliche Mengen an Aldehyden und Säuren gebildet werden, und nur sehr kleine Mengen an Nitri len werden bei Ammoniak-Olefin-Verhältnissen unterhalb der unteren Grenze dieses Bereichs produziert werden. Es ist überraschend, daß innerhalb des angegebenen Amrnoniak-Olefin-Bereiches eine maximale Verwertung von Ammoniak erhalten wird, und dies ist in hohem Maße erwünscht. Es ist im allgemeinen möglich, irgendwelches nichtumgesetztes Olef in und nichtumgewandeltes Ammoniak im Kreis zurückzuführen.
  • Es wurde festgestellt, daß in manchen Fällen Wasser in der Mischung, die in den Reaktionsbehälter eingespeist wird, die Selektivität der Reaktion und die Ausbeute an Nitril verbessert. Jedoch ist der Zusatz von Wasser zu der Beschickung in dieser Erfindung nicht wesentlich, weil im Verlaufe der Reaktion Wasser gebildet wird.
  • Im allgemeinen beträgt das molare Verhältnis von zugesetztem Wasser zu Olefin, falls Wasser zugesetzt wird, über etwa 0,25 : 1. Verhältnisse von der Größenordnung 1 : 1 bis 4 : 1 sind besonders erwünscht, jedoch können höhere Verhältnisse verwendet werden, d.h. bis zu etwa 10 : 1.
  • Die Reaktion wird bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 260º bis etwa 600ºC durchgeführt. Der bevorzugte Temperaturbereich beträgt etwa 310º bis 500ºC, insbesondere bevorzugt von etwa 315º bis 480ºC.
  • Der Druck, bei welchem die Reaktion durchgeführt wird, ist eine andere Variable, und die Reaktion wird bevorzugterweise bei etwa atmosphärischem oder überatmosphärischem Druck, 200 bis 500 kPa (2 bis 5 Atmosphären) Druck durchgeführt.
  • Die augenscheinliche Kontaktzeit ist nicht entscheidend, und Kontaktzeiten im Bereich von 0,1 bis etwa 50 Sekunden können verwendet werden. Die optimale Kontaktzeit wird selbstverständlich in Abhängigkeit von dem umzusetzenden Olef in variieren, jedoch wird im allgemeinen eine Kontaktzeit von 1 bis 15 Sekunden bevorzugt.
  • Im allgemeinen kann zur Durchführung dieses Verfahrens irgendeine Vorrichtung des Typs verwendet werden, die für die Durchführung von Oxidation/Ammoxidation-Reaktionen in der Dampfphase geeignet ist. Das Verfahren kann entweder kontinuierlich oder intermittierend durchgeführt werden. Das Katalysatorbett kann ein Festbett sein, das einen großteiligen oder pelletisierten Katalysator verwendet, oder bevorzugterweise kann ein sogenannter "Wirbelbett"-Katalysator eingesetzt werden. Es kann irgendein herkömmlicher Ammoxidation-Fluidreaktor bei der praktischen Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Beispielsweise würde bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung der in der US-A- 3 230 246, erteilt am 18. Januar 1966, beschriebene Reaktor, auf den hier ausdrücklich Bezug genommen wird, geeignet sein.
  • Der Reaktor kann vor oder nach der Einführung der Reaktionsbeschickungsmischung auf die Reaktionstemperatur gebracht werden. Jedoch wird es bei einem Betrieb in großem Maßstab bevorzugt, das Verfahren in kontinuierlicher Weise durchzuführen, und in einem derartigen System ist die Im-Kreis-führung des nichtumgesetzten Olefins ins Auge gefaßt. Eine periodische Regenerierung oder Reaktivierung des Katalysators ist ebenfalls beabsichtigt, und dies kann beispielsweise durch In-Kontakt-bringen des Katalysators mit Luft bei einer erhöhten Temperatur bewerkstelligt werden.
  • Die Produkte der Reaktion können gemäß irgendeinem der bekannten Verfahren gewonnen werden, die dem Fachmann bekannt sind. Ein derartiges Verfahren umfaßt das Waschen der aus dem Reaktor austretenden Gase mit kaltem Wasser oder einem geeigneten Lösungsmittel zur Entfernung der Reaktionsprodukte. Falls gewünscht, kann angesäuertes Wasser zur Absorption der Reaktionsprodukte und der Neutralisation von nichtumgesetztem Ammoniak angewandt werden. Die endgültige Gewinnung der Produkte kann mittels herkömmlicher Verfahren erfolgen. Die Wirksamkeit der Waschoperation kann bei Verwendung von Wasser als Waschmittel verbessert werden, wenn man ein geeignetes Netzmittel in das Wasser zusetzt. Wo in diesem Verfahren molekularer Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet wird, kann die erhaltene Produktmischung nach der Entfernung der Nitrile zur Entfernung von Kohlendioxid mit dem Rest der Mischung behandelt werden, enthaltend das durch den Reaktor zurückzuführende nichtumgesetzte Olefin und Sauerstoff. In dem Falle, wo Luft als Oxidationsmittel anstatt von molekularem Sauerstoff verwendet wird, kann das restliche Produkt nach der Abtrennung der Nitrile und anderer Carbonylprodukte mit einem nichtpolaren Lösungsmittel gewaschen werden, z.B. einer Kohlenwasserstoff-Fraktion, um nichtumgesetztes Olef in zurückzugewinnen, und in diesem Falle können die zurückbleibenden Gase verworfen werden. Der Zusatz eines geeigneten Inhibitors zur Verhinderung einer Polymerisation der ungesättigten Produkte während der Rückgewinnungsstufen ist ebenfalls ins Auge gefaßt.
  • Der in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung brauchbare Katalysator ist eine Mischung, eine Verbindung oder möglicherweise ein Komplex der Oxide von Eisen, Bismut, Molybdän, Nickel, Magnesium,Kalium und Cäsium, und gegebenenfalls einem oder mehreren Elementen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Cobalt, Mangan, Chrom, Phosphor, Antimon, Tellur, Natrium, Cer und/oder Wolfram. Die Zusammensetzung ist durch die nachfolgende empirische Formel gekennzeichnet:
  • worin A eines oder mehrere der Elemente bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Cobalt, Mangan, Chrom, Phosphor, Antimon, Tellur, Natrium, Cer und Wolfram, worin (a) eine Zahl von 0 bis weniger als 5 bedeutet, (b) eine Zahl von 0 bis 0,4 ist, (c) eine Zahl von 0 bis 0,4 bedeutet, vorausgesetzt, daß jede von b und c nicht Null ist und die Summe von (b) und (c) von 0,1 bis 0,4 beträgt, (d), (e), (f) und (g) eine Zahl von etwa 0,2 bis 10 bedeuten, und (x) eine Zahl ist, bestimmt durch die Valenzanforderungen der anderen vorhandenen Elemente. Bevorzugterweise ist die Summe von (b) und (c) eine Zahl von größer als 0,1 bis 0,4. Noch bevorzugter ist die Summe von (b) und (c) eine Zahl von 0,125 bis 0,3.
  • Der Katalysator dieser Erfindung kann durch irgendeines der zahlreichen Verfahren der Katalysatorherstellung erhalten werden, welche dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind. Beispielsweise kann der Katalysator durch gemeinsame Fällung der verschiedenen Bestandteile hergestellt werden. Die gemeinsam gefällte Masse kann dann getrocknet und auf eine geeignete Größe gemahlen werden. Andererseits kann das gemeinsam gefällte Material aufgeschlämmt und gemäß herkömmlichen Arbeitsweisen sprühgetrocknet werden. Der Katalysator kann in Form von Pellets extrudiert oder in Öl zu Kügelchen geformt werden, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Andererseits können die Katalysatorkomponenten mit dem Träger in Form einer Aufschlämmung gemischt werden, gefolgt von einer Trocknung, oder sie können auf Kieselerde oder anderen Trägern imprägniert sein.
  • Eine besonders verschleißresistente Form des Katalysators kann durch Zusatz des Trägermaterials zu dem Katalysator in zwei Stufen hergestellt werden, als erstes durch Herstellen und Hitzebehandeln einer Mischung der aktiven Katalysatorkomponenten und von 0 bis 60 Gewichtsprozent des gesamten Trägermaterials, gefolgt von Zugabe des Restes des Trägermaterials zu der pulverisierten Form des hitzebehandelten Katalysators.
  • Kalium, Cäsium und Natrium können in den Katalysator als Oxid oder als irgendein Salz eingeführt werden, welches nach Calcinierung das Oxid liefern wird. Bevorzugte Salze sind die Nitrate, welche leicht verfügbar und leicht löslich sind.
  • Bismut kann in den Katalysator als ein Oxid oder als irgendein Salz eingeführt werden, welches nach Calcinierung das Oxid liefern wird. Bevorzugt sind die wasserlöslichen Salze, die leicht innerhalb des Katalysators dispergierbar sind, und die bei Hitzebehandlung stabile Oxide bilden. Eine besonders bevorzugte Quelle für das Einführen von Bismut ist Bismutnitrat, welches in einer verdünnten Lösung von HNO&sub3; aufgelöst worden ist.
  • Um die Eisenkomponente in den Katalysator einzuführen, kann man irgendeine beliebige Eisenverbindung verwenden, welche nach Calcinieren zu den Oxiden führen wird. Wie bei den anderen Elementen werden wasserlösliche Salze wegen der Leichtigkeit bevorzugt, mit welcher sie sich gleichmäßig innerhalb des Katalysators verteilen lassen. Besonders bevorzugt ist Eisen(III)-nitrat. Cobalt, Nickel und Magnesium können in ähnlicher Weise eingeführt werden. Jedoch kann Magnesium auch als ein unlösliches Carbonat oder Hydroxid in den Katalysator eingeführt werden, welches nach Hitzebehandlung ein Oxid liefert.
  • Um die Molybdänkomponente einzuführen, kann irgendein Molybdänoxid, wie das Dioxid, Trioxid, Pentoxid oder Sesquioxid verwendet werden; besonders bevorzugt ist ein hydrolysierbares oder zersetzbares Molybdänsalz. Das besonders bevorzugte Ausgangsmaterial ist Ammoniumheptamolybdat.
  • Phosphor kann als Alkalimetallsalz, als Erdalkalimetallsalz oder als Ammoniumsalz eingeführt werden, jedoch wird er bevorzugterweise als Phosphorsäure eingeführt.
  • Andere Elemente können eingeführt werden, ausgehend vom Metall, Oxidation des Metalls mit einer oxidierenden Säure, wie Salpetersäure, und anschließendes Inkorporieren des Nitrats in den Katalysator. Im allgemeinen sind die Nitrate jedoch leicht verfügbar und bilden ein sehr geeignetes Ausgangsmaterial.
  • Andere Variationen in den Ausgangsmaterialien werden für den Fachmann selbstverständlich sein, insbesondere wenn die bevorzugten, oben erwähnten Ausgangsmaterialien bezüglich der Wirtschaftlichkeit einer Herstellung in großem Maßstab ungeeignet sind. Im allgemeinen können irgendwelche Verbindungen, welche die gewünschten Katalysatorkomponenten enthalten, verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie nach Erhitzen auf eine Temperatur innerhalb des nachstehend beschriebenen Bereichs zu den Oxiden des vorliegenden Katalysators führen.
  • Der Katalysator kann ohne einen Träger verwendet werden und wird eine ausgezeichnete Aktivität entfalten. Der Katalysator kann auch mit einem Träger kombiniert sein, und ist bevorzugterweise mit zumindest 10 bis zu etwa 90 Gewichtsprozent der Trägerverbindung der gesamten Zusammensetzung kombiniert. Es können irgendwelche bekannte Trägermaterialien verwendet werden, wie beispielsweise Kieselerde, Aluminiumoxid, Zirkonerde, Titanerde, Alundum, Siliciumcarbid, Tonerde-Kieselerde, die anorganischen Phosphate, wie Aluminiumphosphat, Silicate, Aluminate, Borate, Carbonate und Materialien wie Bimsstein, Montmorillonit, und dergleichen, die unter den Reaktionsbedingungen, welche bei der Verwendung des Katalysators angetroffen werden, stabil sind. Der bevorzugte Träger ist Kieselerde, welche zu der Aufschlämmung während der Herstellung des Katalysators in Form von Siliciumdioxid-Sol oder hochdisperser Kieselerde, zugesetzt wird. Die Menge des vorhandenen Trägers liegt gewöhnlich im Bereich von 10 bis 70 Gewichtsprozent. Bevorzugterweise liegt die Menge des vorhandenen Trägers im Bereich von 40 bis 60 Gewichtsprozent.
  • Die katalytische Aktivität des Systems wird durch Erhitzen auf eine erhöhte Temperatur gesteigert. Gewöhnlich wird die Katalysatormischung bei einer Temperatur zwischen etwa 110ºC bis 350ºC sprühgetrocknet und dann in Stufen im Bereich von etwa 1 bis 24 Stunden oder mehr bei einer Temperatur im Bereich von etwa 260ºC bis etwa 1000ºC, bevorzugterweise von 300º - 400ºC bis 550º - 700ºC wärmebehandelt.
  • Im allgemeinen wird die Aktivierung des Katalysators bei höheren Temperaturen in kürzerer Zeit erzielt. Die Hinlänglichkeit der Aktivierung bei irgendeinem gegebenen Satz von Bedingungen wird durch eine Tüpfelprobe einer Probe des Materials auf katalytische Aktivität ermittelt. Die Aktivierung wird am besten in einer offenen Kammer durchgeführt, welche eine Zirkulation von Luft oder Sauerstoff ermöglicht, so daß irgendwelcher verbrauchter Sauerstoff ersetzt werden kann.
  • Weiterhin ist eine Vorbehandlung oder Aktivierung des Katalysators vor der Verwendung mit einem Reduktionsmittel, wie Ammoniak, in Anwesenheit einer begrenzten Menge Luft bei einer Temperatur im Bereich von 260º bis 540ºC ebenfalls vorteilhaft.
  • Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Katalysators dieser Erfindung und eine vollständigere Beschreibung des Verfahrens der Erfindung kann aus den nachfolgenden Beispielen ersehen werden. Außer der Herstellung von ungesättigten Nitrilen, ist der Katalysator dieser Erfindung auch für die Umwandlung von Olefinen, wie Propylen und Isobutylen, in die entsprechenden ungesättigten Aldehyde und ungesättigten Carbonsäuren, brauchbar.
    • Beispiele 1 bis 10
  • Die in den Beispielen dieser Erfindung verwendeten Katalysatoren wurden durch im wesentlichen das gleiche Verfahren wie nachstehend beschrieben, hergestellt, unter Verwendung der geeigneten Ausgangsmaterialien.
  • Fe(NO&sub3;)&sub3;*9H&sub2;O wurde in H&sub2;O auf einer heißen Platte gelst. Die anderen Nitrate wurden dann in folgender Reihenfolge zugegeben: Mn(NO&sub3;)&sub2;-50%ige Lsg., Bi(NO&sub3;)&sub3;*5H&sub2;O, Ni(NO&sub3;)&sub2;*6H&sub2;O, Mg(NO&sub3;)&sub2;*6H&sub2;O, KNO&sub3;-10%ige Lsg. und CSNO&sub3;-10%ige Lsg. Eine dunkle grünbraune Lösung wurde gebildet, die bei angenähert 60ºC gehalten wurde. (NH&sub4;)&sub6;MO&sub7;O&sub2;&sub4;*4H&sub2;O wurde bei annähernd 60ºC in H&sub2;O gelöst. Ein Kieselerde-Sol (eine hochdisperse kolloidale Kieselerde) wurde zugesetzt, gefolgt von Zugabe von CrO&sub3; (das in H&sub2;O gelöst worden war). Als nächstes wurde die Nitratlösung zugesetzt unter Bildung einer grünlich gelben Aufschlämmung, welche dann auf einer heißen Platte unter ständigem Rühren eingedampft wurd, bis das Eindicken erfolgte. Die nächste Stufe war das Trocknen bei etwa 120ºC. Nach dem Trocknen wurde der Katalysator durch Erhitzen bei 290ºC während 3 Stunden denitriert, gefolgt von einem Erhitzen bei 425ºC während 3 Stunden, und schließlichem Calcinieren bei etwa 610ºC während 3 Stunden. Die Tabelle I zeigt die Ausgangsmaterialien für jeden beispielhaften Katalysator, hergestellt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren. Tabelle I Ausgangsmaterialien für die Katalysatorbildung (Gramm)
  • * = 10%ige Lösung
  • In den angegebenen Beispielen wird die prozentuale Umwandlung in das ungesättigte Nitril wie folgt definiert:
  • Molprozent pro Umwandlungsdurchgang (PPC) zu ungesättigtem Nitril = Erhaltene Anzahl Mole an Nitril-Produkt/Gesamtmole von Olefin, umgewandelt in alle Produkte x 100
  • Die Ammoxidationsreaktionen, welche mit den Katalysator- Zusammensetzungen dieser Erfindung unter Verwendung von Propylen als Kohlenwasserstoff-Beschickungen durchgeführt wurden, sind summarisch in Tabelle II angegeben. Jede Reaktion wurde in einem Mikroreaktor aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 0,95 cm (3/8 inch) durchgeführt. Es wurde eine Probe von 2,7 g Katalysator von 20 bis 35 mesh verwendet. Die Ergebnisse in diesen Tabellen zeigen, daß die mit den Katalysatoren der vorliegenden Erfindung erhaltenen Umwandlungen pro Durchgang im wesentlichen höher sind als diejenigen, welche man mit Katalysatoren des Standes der Technik erhält. Tabelle II Umwandlung von Propylen in Acrylnitril

Claims (10)

1. Verfahren zur Umwandlung eines Olefins, ausgewählt aus Propylen, Isobutylen oder Mischungen derselben, zu Acrylnitril, Methacrylnitril oder Mischungen daraus, welches das Umsetzen des Olefins mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas und Ammoniak in der Dampfphase bei einer Temperatur im Bereich von etwa 260ºC bis 600ºC in Gegenwart eines Oxidkatalysators umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidkatalysator die empirische Formel:
aufweist, worin
A Co, Mn, Cr, P, Sb, Te, Na, Ce, W oder Mischungen daraus bedeutet, und worin
a eine Zahl von 0 bis 5 ist,
b eine Zahl von 0 bis 0,4 ist,
c eine Zahl von 0 bis 0,4 ist,
vorausgesetzt, daß jede von b und c nicht Null ist und die Summe von b und c im Bereich von 0,1 bis 0,4 liegt,
d, e, f und g Zahlen mit einem Wert von etwa 0,2 bis 10 sind, und
x eine Zahl ist, die durch die Wertigkeitsanforderungen der anderen vorhandenen Elemente bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidkatalysator ein solcher ist, worin die Summe von b und c im Bereich von 0,125 bis 0,3 liegt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidkatalysator auf einem Katalysator-Trägermaterial geträgert ist, ausgewählt aus Kieselerde, Tonerde, Zirkonerde, Titanerde, Alundum, Siliciumcarbid, Tonerde-Kieselerde, anorganischen Phosphaten, Silicaten, Aluminaten, Boraten und Carbonaten, Bimsstein, Montmorillonit oder Mischungen derselben.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysator-Trägermaterial Kieselerde ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysator-Trägermaterial 40 bis 60 Gewichtsprozent des Oxidkatalysators umfaßt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefin entweder Propylen oder Isobutylen ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die molaren Verhältnisse von Olefin : molekularen Sauerstoff enthaltendem Gas : Ammoniak innerhalb der Bereiche 1 : 0,5 bis 4 : 0,5 bis 5 liegen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Fließbettreaktor in Gegenwart von Dampf durchgeführt wird.
9. Katalysator-Zusammensetzung, enthaltend eine Mischung, eine Verbindung oder einen Komplex der Oxide von Eisen, Bismut, Molybdän, Nickel und Magnesium, zumindest eines oder mehrere Elemente, ausgewählt aus Kalium und Cäsium, und gegebenenfalls eines oder mehrere Elemente, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Cobalt, Mangan, Chrom, Phosphor, Antimon, Tellur, Natrium, Cer und/oder Wolfram, mit der empirischen Formel:
worin
A eines oder mehrere der Elemente Co, Mn, Cr, P, Sb, Te, Na, Ce
oder W ist,
worin
a eine Zahl von 0 bis weniger als 5,0 bedeutet,
b eine Zahl von 0 bis 0,4 ist,
c eine Zahl von 0 bis 0,4 ist,
vorausgesetzt, daß jede von b und c nicht Null ist und die Summe von b und c im Bereich von 0,1 bis 0,4 liegt,
d, e, f und g Zahlen von 0,2 bis 10 bedeuten,
und
x eine Zahl is:, bestimmt durch die Valenzanforderungen der anderen vorhandenen Elemente.
10. Katalysator-Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe von b und c im Bereich von 0,125 bis 0,3 liegt.
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