DE69928073T2 - Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure und Verfahren zur Herstellung vom Katalysator - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • ERFINDUNGSGEBIET
  • Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die parzielle Gasphasenoxidation von Acrolein und ein Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure unter Verwendung des Katalysators.
  • BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
  • Zur Herstellung von Acrylsäure wurde im kommerziellen Maßstab ein Verfahren weitgehend praktiziert, welches als Ausgangsmaterial Acrolein übernimmt und eine parzielle Gasphasenoxidation desselben mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators bewirkt. Unter den Katalysatoren zur Verwendung bei dieser Herstellung von Acrylsäure werden hauptsächlich die Katalysatoren benutzt, welche als Hauptkomponente Molybdän-Vanadium aufweisen. Patente, welche für Erfindungen erteilt werden, die Katalysatoren vom Typ Molybdän-Vanadium betreffen, umfassen diejenigen, welche in JP-B-50-25.914, GB 1 488 889 , GB 1 488 890 , U.S. 3.773.692 , U.S. 3.867.438 , U.S. 4.414.412 usw. offenbart sind.
  • Während diese Katalysatoren für die Herstellung von Acrylsäure schon den Punkt erreichten, wo sie ausbeuten, hohen Niveaus zeigen, ist es jedoch erforderlich, dass sie noch weitere verbesserte Ausbeuten bieten. Der Grund dafür ist, dass, obgleich Acrylsäure derzeit in großem Maßstab hergestellt wird, auch eine geringfügige Verbesserung der Ausbeute eine sehr hohe ökonomische Wirkung infolge der Ersparnis von Ausgangsmaterial bringt. Ferner führt die Verbesserung eines derartigen Katalysators hinsichtlich seiner Betriebsdauer und Haltbarkeit einen extrem großen ökonomischen Effekt hervor.
  • Aufgrund dieser Situation bildet die Entwicklung eines Katalysators für die Herstellung von Acrylsäure, der sich durch katalytische Qualitäten wie Aktivität, Selektivität und Betriebsdauer auszeichnet, ein fortwährendes Thema für Forscher auf dem einschlägigen technischen Gebiet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung der Verwendung eines Katalysators für die parzielle Gasphasenoxidation von Acrolein der sich durch seine katalytischen Qualitäten auszeichnet und ermöglicht, dass das Zielprodukt stabil in einer hohen Ausbeute während einer langen Zeit erhalten wird.
  • Ein anderes Ziel vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens, das zur Herstellung des verwendeten Katalysators geeignet ist.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform vorliegender Erfindung stellt sie die Verwendung eines Katalysators für die parzielle Gasphasenoxidation von Acrolein zur Verfügung, der eine auf einen inerten Träger mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit getragene, katalytisch wirksame Komponente umfasst, wobei der Träger die Bedingung erfüllt, dass das Wasser nach der nachfolgenden Behandlung einen spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10.000 Ω × cm (25°C) zeigt.
  • (Behandlungsverfahren)
  • In einen konischen Becher mit einem Innenvolumen von 500 ml werden 300 ml eines gegebenen Trägers gefüllt und bei 120°C während 2 Stunden getrocknet, wonach der getrocknete Träger und (Menge der Wasserabsorption + 220 ml) hinzugegebenen gereinigten Wassers bei 90°C unter Normaldruck 30 Minuten erwärmt werden, wobei die Menge der Wasserabsorption wie folgt dargestellt ist:
    Menge der Wasserabsorption = A/B,
    worin A = 300 (ml) × Packungsdichte (g/ml × Wasserabsorptionsverhältnis (Gew.%)/100) und
    B = die Dichte von Wasser (g/ml) sind.
  • Das Verfahren zur Herstellung zur Herstellung von Acrylsäure umfasst das Bewirken einer parziellen Gasphasenoxidation von Acrolein oder einem Acrolein enthaltenden Gas mit molekularem Sauerstoff oder einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas in Gegenwart des zuvor erwähnten Katalysators.
  • Ferner stellt gemäß der zweiten Ausführungsform vorliegender Erfindung diese ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die parzielle Gasphasenoxidation eines organischen Substrats zur Verfügung, welches das Aufbringen einer katalytisch wirksamen Komponente auf einen inerten Träger mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit umfasst, wobei der Träger die Bedingung erfüllt, dass das Wasser nach der nachfolgenden Behandlung einen spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10.000 Ω × cm (25°C) in dem Fall der Herstellung eines ungesättigten Aldehyds oder einer ungesättigten Carbonsäure mit nicht weniger als 3 Kohlenstoffatomen aufweist und mindestens eine Doppelbindung enthält:
  • (Behandlungsverfahren)
  • In einen konischen Becher mit einem Innenvolumen von 500 ml werden 300 ml eines gegebenen Trägers gefüllt und bei 120°C 2 Stunden getrocknet, wonach der getrocknete Träger und (Menge der Wasserabsorption + 220 ml) zugegebenes gereinigtes Wasser bei 90°C unter Normaldruck 30 Minuten erwärmt werden, wobei die Menge der Wasserabsorption wie folgt wiedergegeben ist:
    Menge der Wasserabsorption = A/B
    wobei A = 300 (ml) × Packungsdichte (g/ml) × Wasserabsorptionsverhältnis (Gew.%)/100 und
    B = Dichte von Wasser (g/ml) sind.
  • Der zur Herstellung von Acrylsäure gemäß vorliegender Erfindung verwendete Katalysator zeichnet sich durch Aktivität, Selektivität und seine Betriebsdauer aus und ermöglicht die Herstellung von Acrylsäure in hoher Ausbeute während einer langen Zeit.
  • Die zuvor genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile vorliegender Erfindung werden aus nachfolgender Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen klar.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die bei vorliegender Erfindung vor der Bestimmung des spezifischen Widerstands von Wasser anzuwendende Behandlung wird nach folgendem Verfahren durchgeführt: in einen konischen Becher mit einem Innenvolumen von 500 ml (auf Grundlage des Japanischen Industriestandards (JIS) R-3503) werden 300 ml eines gegebenen Trägers gefüllt und bei 120°C 2 Stunden getrocknet, wonach der getrocknete Träger und (Menge der Wasserabsorption + 220) ml zugegebenes gereinigtes Wasser bei 90°C unter Normaldruck 30 Minuten erwärmt werden, wobei die Menge der Wasserabsorption wie folgt wiedergegeben ist:
    Menge Absorptionswasser = A/B,
    wobei A = 300 (ml) × Packungsdichte (g/ml) × Wasserabsorptionsverhältnis (Gew.%)/100, und
    B = Dichte von Wasser (g/ml) sind.
  • Der bei der vorhergehenden Formel benutzte Begriff „Packungsdichte" (D) bedeutet die Größenordnung, welche durch die Formel D = WI (g)/1000 ml wiedergegeben wird (wobei WI das Gewicht des Trägers, der einen Messzylinder mit einem Innendurchmesser von 65 mm und einem Innenvolumen von 1000 mm füllt, bezeichnet, wenn der getrocknete Träger in den Messzylinder mit einer Rate von 2000 ml/Minute eingespeist wird.
  • Der im vorliegenden benutzte Begriff „Wasserabsorptionsverhältnis (M)" bedeutet die Größe, welche durch die Formel M = [(W3(g) – W2(g))/W2(g)] wiedergegeben wird (worin W2 das Gewicht von 300 ml des getrockneten Trägers, und W3 das Gewicht bedeutet, welches nach Einbringen von 300 ml des getrockneten Trägers in einen Korb aus rostfreiem Stahldraht, Erwärmen in siedendem gereinigtem Wasser während 30 Minuten und anschließendes Entfernen aus dem Korb, Abwischen mit einer feuchten Gaze bis zur Entfernung überschüssigen Wassers und Abwiegen gefunden wird).
  • Nachfolgender Beschreibung liegt (I) Acrylsäure als die parziell oxidierte aliphatische Verbindung zugrunde.
  • (I) Parziell oxidierte aliphatische Verbindungen
  • Im Speziellen umfasst vorliegende Erfindung die Herstellung eines Katalysators zur Acrylsäureherstellung, welcher das Oxid oder komplexe Oxid einer Metallelementzusammensetzung mit Molybdän und Vanadium als seine Hauptkomponenten sowie einen inerten Träger mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit, auf dem die Metallelementzusammensetzung getragen wird, wobei der Katalysator dadurch gekennzeichnet ist, dass der benutzte Träger bewirkt, dass das Wasser, nachdem es der weiter oben erwähnten Behandlung unterzogen wurde, einen spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10.000 Ω × cm (25°C) aufweist. Der bei der Herstellung eines oxidierenden Katalysators zur Acrylsäureherstellung durch parzielle Gasphasenoxidation von Acrolein oder eines Acrolein enthaltenden Gases zu verwendende Träger, ist Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit.
  • Der Träger mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit wird nicht in Anbetracht physikalischer Eigenschaften, seiner Form, Größe usw. unterschieden. Hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften ist seine spezifische Oberfläche nicht mehr als 2 m2/g und liegt bevorzugt im Bereich von 0,01–1,5 m2/g, sein Wasserabsorptionsverhältnis liegt im Bereich von 0–70%, vorzugsweise 0–50%, und sein mittlerer Porendurchmesser liegt im Bereich von 1–1.500 μm, vorzugsweise 5–500 μm. Die Form kann willkürlich unter Kugeln, Zylindern, Hohlzylindern usw. ausgewählt werden. Die Größe liegt im Bereich von 1–10 mm, vorzugsweise 3–8 mm hinsichtlich des Durchmessers im Fall von Kugeln.
  • Vorliegende Erfindung zeichnet sich durch Verwendung eines Trägers mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit aus, der bewirkt, dass das Wasser, nachdem es der weiter oben erwähnten Behandlung unterzogen wurde, einen spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10.000 Ω × cm (25°C) aufweist. Im Speziellen ist der zu verwendende Träger derart, dass, wenn 300 ml des Trägers in einen konischen Becher mit einem Innenvolumen von 500 ml gefüllt und bei 120°C 2 Stunden getrocknet wurde, und sodann der getrocknete Träger und (Menge der Wasserabsorption × 220) ml zugegebenes gereinigtes Wasser bei 90°C unter Normaldruck 30 Minuten erwärmt werden, das Wasser nach dieser Behandlung einen spezifischen Widerstand von nicht weniger als 1 × 104Ω × cm (25°C) aufweist, vorzugsweise in dem Bereich von 15.000 bis 1 × 106Ω × cm (25°C), und besonders bevorzugt in dem Bereich von 2 × 104 bis 1 × 106Ω × cm (25°C) fällt.
  • Der im vorliegenden benutzte Ausdruck „spezifischer Widerstand" bezieht sich auf die Größe, welche zur Leitfähigkeit von Wasser, bestimmt nach der zuvor erwähnten Behandlung bei 25°C unter Verwendung eines Leitfähigkeitmessgeräts reziprok ist. Bei vorliegender Erfindung wird sie, wenn der spezifische Widerstand 10.000 Ω × cm ist, als 10.000 Ω × cm (25°C) ausgedrückt. Der Träger mit einem Ge halt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit, welcher den spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10.000 Ω × cm (25°C) für das Wasser nach der obigen Behandlung aufweist, kann vorteilhafterweise hergestellt werden, indem man einen gegebenen Träger mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit, mit Wasser, vorzugsweise gereinigtem Wasser, auf ein gewisses Niveau wäscht.
  • Ein konkretes Verfahren, dieses Waschen zu bewirken, besteht darin, dass der spezifische Widerstand des Wassers nach seiner zuvor erwähnten Behandlung 1 × 104Ω × cm (25°C) übersteigt, vorzugsweise in den Bereich von 15.000 bis 1 × 106Ω × cm (25°C), und bevorzugter 20.000 – 1 × 106Ω × cm (25°C), fällt, beispielsweise durch Wiederholen eines Arbeitsgangs des Erwärmens eines Trägers mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit unter Normaldruck bei 90°C während 30 Minuten. Dieser Arbeitsgang braucht nicht wiederholt werden, wenn die erste Betriebsrunde ermöglicht, dass der spezifische Widerstand des Wassers nach der zuvor erwähnten Behandlung ein Niveau erreicht, welches 10.000 Ω × cm (25°C) überschreitet. Wenn der Arbeitsgang mehrere Male durchgeführt wird, muss jeder Arbeitsgang neu zugeführtes Wasser verwenden und er erfordert, dass dieses Wasser nach der zuvor erwähnten Behandlung auf seinen spezifischen Widerstand getestet wird. Die für das Waschen zu benutzende Wassermenge braucht nicht besonders begrenzt werden. Wenn der Träger mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit z. B. ein Volumen von 300 ml hat, ist die zu benutzende Wassermenge die Summe der Menge der Wasserabsorption und 220 ml in der ersten Betriebsrunde, und jeweils 220 ml in der zweiten und den nachfolgenden Betriebsrunden. Dies ist so, weil der behandelte Träger mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit das Wasser enthält, welches der Menge der Wasserabsorption entspricht.
  • Vor dem zuvor beschriebenen Waschen mit Wasser kann der Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit enthaltende Träger mit einer sauren wässrigen Lösung, wie z. B. von Salpetersäure, einer basischen wässrigen Lösung wie z. B. Ammoniakwasser oder einem organischen Lösungsmittel wie z. B. einem Alkohol ge waschen werden. Wenn eine wässrige Salpetersäurelösung zum Beispiel für dieses vorbereitende Waschen benutzt wird, ist es empfehlenswert, einen Arbeitsgang des Erwärmens des Trägers unter Normaldruck bei 90°C zu wiederholen. In diesem Fall muss der Katalysator, der diesem Arbeitsgang unterzogen wurde, mit Wasser gewaschen werden. Während dieses Waschens mit Wasser ist es jedoch nicht immer erforderlich, den Träger unter Normaldruck bei 90°C zu erwärmen.
  • Das Mittel zum Waschen des Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit enthaltenden Trägers braucht nicht besonders beschränkt werden. Der Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit enthaltende Träger kann gewaschen werden, indem er zusammen mit einer Waschflüssigkeit erwärmt wird, oder indem er einem verminderten oder erhöhtem Druck ausgesetzt wird.
  • Der Katalysator, der sich durch katalytische Qualitäten auszeichnet und zur Acrylsäureherstellung verwendet wird, kann erhalten werden, indem man den Träger vorzugsweise mit Wasser, wäscht, oder unter Verwendung eines Trägers, welcher einen spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10.000 Ω × cm (25°C) des Wassers nach der zuvor erwähnten Behandlung aufweist. Der zur Herstellung von Acrylsäure gemäß vorliegender Erfindung verwendete Katalysator kann in Übereinstimmung mit den bekannten Verfahren mit der Ausnahme hergestellt werden, dass der weiter oben beschriebene Träger mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit statt dessen benutzt wird. Im Speziellen können die Zusammensetzung des Katalysators, das Herstellungsverfahren, die Art des Trägers mit einem Gehalt an Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit und das Verfahren zum Tragen einer Katalysatorkomponente auf dem Siliciumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit enthaltenden Träger jeweils eine beliebige bekannte Zusammensetzung oder ein beliebiges bekanntes Verfahren sein.
  • Beim Verfahren zur Herstellung des Katalysators brauchen die zu verwendenden Metallverbindungen nicht auf Ammoniumsalze und Nitrate begrenzt werden, sondern können aus verschiedenen Oxiden, Carbonaten, Chloriden, Sulfaten, Hydroxiden, organischen Säuresalzen usw. ausgewählt werden.
  • Die Menge der katalytischen Komponente, die auf den Träger aufzubringen ist, ist nicht besonders begrenzt; es ist lediglich erforderlich, dass sie derart ist, dass der hergestellte Katalysator eine wirksame Acrylsäureherstellung durch parzielle Gasphasenoxidation von Acrolein erlaubt. Diese Menge liegt beispielsweise im Bereich von 1–200 Gew.%, vorzugsweise 10–100 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Trägers zur Herstellung von Acrylsäure.
  • Die Acrylsäureherstellung durch parzielle Gasphasenoxidation von Acrolein oder eines Acrolein enthaltenden Gases in Gegenwart des erfindungsgemäßen Katalysators hat keine besondere Beschränkung. Sie kann nach irgendeinem der Verfahren, welche für Umsetzungen dieser Art angewandt werden, und welche üblicherweise als hierfür brauchbar bekannt sind, bewirkt werden. Beispielsweise erfordert die Herstellung lediglich, dass das Acrolein oder ein Acrolein enthaltendes Gas mit dem Katalysator bei einer Temperatur im Bereich von 180°–350°C, vorzugsweise 200–330°C, unter Normaldruck oder Auferlegung von Druck in Berührung kommt.
  • BEISPIELE
  • Anhand von Beispielen wird nun vorliegende Erfindung im folgenden spezieller beschrieben. Die Leitfähigkeit wurde mit einem Leitfähigkeitsmessgerät (erhältlich von Horiba K.K. in Japan als Typ „DS-12") gemessen.
  • BEISPIEL I-1
  • 3 Liter eines Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Trägers (Kugeln mit einem Durchmesser von 3/16 inch, einer Packungsdichte von 1,20 g/ml und einem Wasserabsorptionsverhältnis von 20%) wurden in 3 Liter gereinigtem Wasser bei 90°C 30 Minuten zum Waschen erwärmt.
  • 676 g Ammoniummolybdat, 149 g Ammoniummetavanadat, 215 g Ammoniumparawolframat und 3.500 ml Wasser wurden vermischt und unter Rühren zum Lösen erwärmt. Getrennt hiervon wurden 154 g Kupfernitrat in 200 ml Wasser gelöst, während das Wasser erwärmt und gerührt wurde. Die beiden so erhaltenen wässrigen Lösungen wurden vermischt und in eine auf einem Wasserbad gehaltene Verdampfungsschale aus Keramik gefüllt. Die vermischte wässrige Lösung und 2 Liter des gewaschenen, sorgfältig bei 120°C getrockneten Trägers wurden zusammen in der Schale gerührt, und die Katalysatorkomponente wurde auf den Träger durch Verdampfen und Verfestigen aufgebracht. Der erhaltene Verbund wurde unter einem Luftstrom bei 400°C 6 Stunden wärmebehandelt, um einen Katalysator 1 zu erhalten. Die Metallelementzusammensetzung dieses Katalysators unter Ausnahme von Sauerstoff war wie folgt: Mo12V4W2,5Cu2
  • In einen konischen Becher mit einem Innenvolumen von 500 ml (auf Grundlage von JIS R-3503), 300 ml des restlichen gewaschenen Trägers gefüllt und bei 120°C 2 Stunden getrocknet, wonach der getrocknete Träger und 292 ml [ = (300 × 1,20 × 0,2) + 220] hinzugegebenes gereinigtes Wasser unter Normaldruck 30 Minuten bei 90°C erwärmt wurden. Nach der Behandlung wurde das Wasser aus dem Becher abgetrennt und auf seine Leitfähigkeit getestet. Als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widerstand von 16.300 Ω × cm (25°C).
  • BEISPIEL I-2
  • 3 Liter des gleichen Trägers, wie im Beispiel I-1 benutzt, und 3 Liter hinzugegebenes gereinigtes Wasser wurden zusammen bei 90°C 30 Minuten zum Waschen des Trägers erwärmt. Nach der Behandlung wurde das Wasser aus dem Becher abgetrennt. 2 Liter gereinigtes Wasser wurden nochmals in den gleichen Becher zugegeben, und die obige Behandlung wurde wiederholt, um den Träger zu waschen.
  • Das Verfahren des Beispiels I-1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass der zweimal gewaschene Träger verwendet wurde, um einen Katalysator 2 zu erhalten.
  • Die Leitfähigkeit wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel I-1 gemessen, und als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widerstand von 23.100 Ω × cm (25°C).
  • Beispiel I-3
  • 3 Liter des gleichen, wie im Beispiel I-1 benutzten Trägers, und 3 Liter hinzugegebenes gereinigtes Wasser wurden zusammen 30 Minuten bei 90°C zum Waschen des Trägers erwärmt. Nach der Behandlung wurde das Wasser aus dem Becher abgetrennt. 2 Liter gereinigtes Wasser wurden nochmals in den gleichen Becher zugegeben, und die obige gleiche Behandlung wurde wiederholt, um den Träger zu waschen. Dieser Arbeitsgang wurde einmal wiederholt.
  • 676 g Ammonimmolybdat, 149 g Ammoniummetavanadat, 215 g Ammoniumparawolframat und 3.500 ml Wasser wurden vermischt und unter Rühren zum Lösen erwärmt. Getrennt hiervon wurden 154 g Kupfernitrat und 200 ml Wasser vermischt und unter Rühren zum Lösen erwärmt. Die beiden so erhaltenen wässrigen Lösungen wurden vermischt und unter Erwärmen und Rühren eingedampft und verfestigt. Die erhaltenen Blöcke wurden in einem Trockner bei 120°C 5 Stunden getrocknet und sodann zu einem Pulver von etwa 100 meshes pulverisiert. In einer Zentrifugal-Strömungsbeschichtungs-Vorrichtung wurden 2 Liter des gewaschenen und vorab bei 120° sorgfältig getrockneten Trägers gefüllt, wonach das zuvor erwähnte Pulver zusammen mit destilliertem Wasser als Bindemittel dazugegeben wurden, während Heißluft bei 90°C eingeblasen wurde, um die Katalysatorkomponenten auf dem Träger abzulagern. Die kugelförmigen Teilchen, welche auf diese Weise erhalten wurden, wurden unter einem Luftstrom bei 400°C 6 Stunden wärmebehandelt, wobei ein Katalysator 3 anfiel.
  • Die Leitfähigkeit wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel I-1 gemessen, und als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widerstand von 24.700 Ω × cm (25°C).
  • BEISPIEL I-4
  • 3 Liter des gleichen Trägers, wie im Beispiel I-1 benutzt, und 3 Liter einer zugegebenen wässrigen Salpetersäurelösung (2 Mole/Liter) wurden zusammen unter Normaldruck bei 90°C 30 Minuten erwärmt, um den Träger zu waschen. Nach der Behandlung wurde die Salpetersäurelösung aus dem Becher abgetrennt. 2 Liter gereinigtes Wasser wurden nochmals in den gleichen Becher zugegeben, und die gleiche obige Behandlung wurde wiederholt, um den Träger zu waschen. Dieser Arbeitsgang wurde nochmals wiederholt.
  • Das Verfahren des Beispiels I-1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass der zuvor erwähnte gewaschene Träger verwendet wurde, wobei ein Katalysator 4 anfiel.
  • Die Leitfähigkeit wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel I-1 gemessen, und als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widerstand von 21.600 Ω × cm (25°C).
  • Vergleichsbeispiel I-1
  • Wie für den rohen, ungewaschenen Träger, wie im Beispiel I-1 benutzt, wurde die Leitfähigkeit auf die gleiche Weise wie im Beispiel I-1 gemessen, und als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widerstand von 8.500 Ω × cm (25°C).
  • Das Verfahren des Beispiels I-1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass der zuvor erwähnte ungewaschene Träger benutzt wurde, wobei ein Katalysator 5 erhalten wurde.
  • BEISPIEL I-5
  • 3 Liter eines Steatitträgers (Kugeln, Durchmesser von 3/16 inch, Packungsdichte 1,30 g/ml und Wasserabsorptionsverhältnis 5%) und 3 Liter gereinigtes Wasser wurden bei 90°C 30 Minuten erwärmt. Sodann wurde das Wasser abgetrennt, wonach der restliche Träger und 2 Liter nochmals zugegebenes gereinigtes Wasser zusammen bei 90°C 30 Minuten erwärmt wurden, um den Träger zu waschen. Dieser Arbeitsgang wurde nochmals wiederholt.
  • Das Verfahren des Beispiels I-1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass der zuvor erwähnte gewaschene Träger anstelle dessen benutzt wurde, wobei man einen Katalysator 6 erhielt.
  • In einen konischen Becher mit einem Innenvolumen von 500 ml wurden 300 ml des restlichen Trägers gefüllt und bei 120°C 2 Stunden getrocknet. Danach wurde der getrocknete Träger und 240 ml [= (300 × 1,30 × 0,05) + 220] hinzugegebenes gereinigtes Wasser zusammen unter Normaldruck bei 90°C 30 Minuten erwärmt. Nach der Behandlung wurde das Wasser aus dem Becher abgetrennt und auf seine Leitfähigkeit getestet. Als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widerstand von 20.600 Ω × cm (25°C).
  • BEISPIEL I-6
  • 3 Liter des gleichen Trägers wie im Beispiel I-5 verwendet, und 3 Liter Ammoniakwasser (Ammoniakgehalt 29%), das zugegeben wurde, wurden zusammen unter Normaldruck bei 90°C 30 Minuten erwärmt. Das Ammoniakwasser wurde sodann entfernt, wonach der restliche Träger und 2 Liter nochmals gereinigtes Wasser bei 90°C 30 Minuten zusammen erwärmt wurden, um den Träger zu waschen. Dieser Arbeitsgang wurde nochmals wiederholt.
  • Das Verfahren des Beispiels I-3 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass der zuvor erwähnte gewaschene Träger benutzt wurde, um einen Katalysator 7 zu erhalten.
  • Die Leitfähigkeit wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel I-5 gemessen, und als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widerstand von 13.300 Ω × cm (25°C).
  • Vergleichsbeispiel I-2
  • Wie für den rohen, ungewaschenen Träger, der im Beispiel I-5 verwendet wurde, wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel I-5 die Leitfähigkeit gemessen, und als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widerstand von 7.900 Ω × cm (25°C).
  • Das Verfahren des Beispiels I-1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass der zuvor erwähnte ungewaschene Träger verwendet wurde, wobei ein Katalysator 8 erhalten wurde.
  • BEISPIEL I-7 (nicht erfindungsgemäß)
  • 3 Liter eines Titandioxid-Zirkondioxidträgers (3/16-inch-Kugeln, Packungsdichte 1,0 g/ml und Wasserabsorptionsverhältnis von 30%) wurden in 3 Litern gereinigtes Wasser bei 90°C 30 Minuten zum Waschen erwärmt. Sodann wurde das Wasser abgetrennt, wonach der verbleibende Träger und 2 Liter erneut zugegebenes gereinigtes Wasser zusammen bei 90°C 30 Minuten erwärmt wurden, um den Träger zu waschen. Dieser Arbeitsgang wurde nochmals wiederholt.
  • Das Verfahren des Beispiels I-1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass der zuvor erwähnte gewaschene Träger benutzt wurde, wobei ein Katalysator 9 erhalten wurde.
  • In einen konischen Becher mit einem Innenvolumen von 500 ml wurden 300 ml des gewaschenen Trägers gefüllt und bei 120°C 2 Stunden getrocknet. Danach wurde der getrocknete Träger und 310 ml [ = (300 × 1,0 × 0,3) + 220] zugegebenes gereinigtes Wasser zusammen unter Normaldruck bei 90°C 30 Minuten erwärmt. Nach der Behandlung wurde das Wasser aus dem Becher abgetrennt und auf seine Leitfähigkeit getestet. Als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widersand von 11.900 Ω × cm (25°C).
  • Vergleichsbeispiel I-3
  • Wie für den ungewaschenen rohen Träger, verwendet im Beispiel I-7, wurde die Leitfähigkeit auf die gleiche Weise wie im Beispiel I-7 gemessen, und als Ergebnis hatte das Wasser einen spezifischen Widerstand von 9.000 Ω × cm (25°C).
  • Das Verfahren des Beispiels I-1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass der zuvor erwähnte ungewaschene Träger benutzt wurde, wobei ein Katalysator 10 erhalten wurde.
  • BEISPIEL I-8
  • In ein U-förmiges Rohr aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 25 mm wurden 500 ml eines jeden Katalysators (Katalysator 1 bis Katalysator 10), erhalten in den Beispielen I-1 bis I-7 bzw. Vergleichsbeispielen I-1 bis I-3 gefüllt, wonach ein Reaktionsgas folgender Zusammensetzung in das Katalysatorbett bei einer Raumgeschwindigkeit (SV) von 2.000 Stdn.–1 eingeführt und umsetzen gelassen wurde:
    Acrolein 5 Vol.%
    Luft 25 Vol.%
    Wasserdampf 20 Vol.%
    Stickstoff 50 Vol.%
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle I-1 gezeigt.
  • Figure 00170001
  • BEISPIEL I-9
  • Die im Beispiel I-1 bzw. Vergleichsbeispiel I-1 erhaltenen Katalysatoren (Katalysator 1 und Katalysator 5) waren jeweils hergestellt, um unter den im Beispiel I-8 beschriebenen Bedingungen zu reagieren. Diese Umsetzung wurde kontinuierlich 4.000 Stdn. durchgeführt. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle I-2 gezeigt.
  • Figure 00190001

Claims (2)

  1. Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure, dadurch gekennzeichnet, dass Acrolein oder Acrolein enthaltendes Gas mit molekularem Sauerstoff oder einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas einer partiellen Gasphasenoxidation unterzogen wird, in Gegenwart eines Katalysators aus einem inerten Träger enthaltend Siliziumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit, sowie einer darauf aufgebrachten katalytisch aktiven Verbindung, wobei die katalytisch aktive Verbindung ein Oxid oder ein komplexes Oxid einer Metallelementzusammensetzung, wie sie durch die Formel 1 repräsentiert wird, enthält: MoaVbWcCudXeYfZgOh (1)wobei Mo Molybdän darstellt, V Vanadium, W Wolfram, Cu Kupfer, X zumindest ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zirkon, Titan und Cer, Y zumindest ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Magnesium, Kalzium, Strontium und Barium, Z zumindest ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Antimon, Zinn, Tellur, Phosphor, Kobalt, Nickel, Chrom, Mangan, Zink und Wismut, 0 Sauerstoff und b = 1 – 14, 0 < c ≤ 12, 0 < d ≤ 6, e = 0 – 10, f = 0 – 3, g = 0 – 10 ist, sowie h einen numerischen Wert hat, der durch den Grad der partiellen Oxidation der Verbindungselemente bestimmt wird, wobei a = 12 ist, gekennzeichnet dadurch, dass der Träger die Bedingung erfüllt, dass: das Wasser nach der folgenden Behandlung einen spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10.000 Ω cm (25°C) zeigt, Behandlung: In einen konischen Becher mit einem Innenvolumen von 500 ml werden 300 ml eines gegebenen Trägers gegeben, bei 120°C zwei Stunden lang getrocknet und dann der getrocknete Träger sowie (Menge der Wasserabsorption + 220) ml von dazu zugegebenem gereinigtem Wasser zusammen unter Normaldruck 30 Minuten lang auf 90°C erwärmt, wobei die Menge der Wasserabsorption repräsentiert wird durch: Menge der Wasserabsorption = A/B wobei A = 300 (ml) × Packungsdichte (g/ml) × Wasserabsorptionsverhältnis (Gew.-%)/100 und B = Dichte von Wasser (g/ml) ist.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur partiellen Gasphasenoxidation von Acrolein, wobei der Katalysator einen inerten Träger aufweist, enthaltend Siliziumdioxid-Aluminiumoxid oder Steatit, eine darauf aufgebrachte katalytisch aktive Verbindung, wobei die katalytisch aktive Verbindung ein Oxid oder ein komplexes Oxid einer Metallelementzusammensetzung enthält, repräsentiert durch die Formel 1: MoaVbWcCudXeYfZgOh (1)wobei Mo Molybdän darstellt, V Vanadium, W Wolfram, Cu Kupfer, X zumindest ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zirkon, Titan und Cer, Y zumindest ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Magnesium, Kalzium, Strontium und Barium, Z zumindest ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Antimon, Zinn, Tellur, Phosphor, Kobalt, Nickel, Chrom, Mangan, Zink und Wismut, 0 Sauerstoff und b = 1 – 14, 0 < c ≤ 12, 0 < d ≤ 6, e = 0 – 10, f = 0 – 3, g = 0 – 10 ist, sowie h einen numerischen Wert hat, der durch den Grad der partiellen Oxidation der Verbindungselemente bestimmt wird, wobei a = 12 ist, Waschen des Trägers durch – Hineingeben von 300 ml des Trägers in ein konisches Becherglas mit einem Innenvolumen von 500 ml, – Trocknen bei 120°C für 2 Stunden, – Zugeben von (Menge der Wasserabsorption + 220) ml von gereinigtem Wasser dazu, wobei die Menge der Wasserabsorption repräsentiert wird durch: Menge der Wasserabsorption = A/B wobei A = 300 (ml) × Packungsdichte (g/ml) × Wasserabsorptionsverhältnis (Gew.-%)/100 und B = Dichte von Wasser (g/ml) ist, – gemeinsames Erhitzen unter Normaldruck auf 90°C für 30 Minuten und – eventuell Wiederholung dieser oben genannten Behandlung, wobei das Wasser nach der Anwendung der folgenden Behandlung einen spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10.000 Ω cm (25°C) aufweist und – Aufbringen der katalytisch aktiven Verbindung auf den Träger.
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