DK149584B - Aktiveret katalysator, paa basis af blandingsoxider af vanadium og phosphor, for oxidationsreaktioner, og dens anvendelse til fremstilling af maleinsyreanhydrid - Google Patents
Aktiveret katalysator, paa basis af blandingsoxider af vanadium og phosphor, for oxidationsreaktioner, og dens anvendelse til fremstilling af maleinsyreanhydrid Download PDFInfo
- Publication number
- DK149584B DK149584B DK223577AA DK223577A DK149584B DK 149584 B DK149584 B DK 149584B DK 223577A A DK223577A A DK 223577AA DK 223577 A DK223577 A DK 223577A DK 149584 B DK149584 B DK 149584B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- vanadium
- catalyst
- butane
- oxides
- phosphorus
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title description 52
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title description 28
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 28
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title description 5
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 19
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LOUBVQKDBZRZNQ-UHFFFAOYSA-M [O-2].[O-2].[OH-].O.[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[OH-].O.[V+5] LOUBVQKDBZRZNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- JLNTWVDSQRNWFU-UHFFFAOYSA-N OOOOOOO Chemical compound OOOOOOO JLNTWVDSQRNWFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- -1 e.g. butane Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical class [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKJKPRIBNYTIFH-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynevanadium Chemical compound [V]#P JKJKPRIBNYTIFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
- A61K9/0014—Skin, i.e. galenical aspects of topical compositions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
- A61K47/08—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing oxygen, e.g. ethers, acetals, ketones, quinones, aldehydes, peroxides
- A61K47/10—Alcohols; Phenols; Salts thereof, e.g. glycerol; Polyethylene glycols [PEG]; Poloxamers; PEG/POE alkyl ethers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J27/195—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with vanadium, niobium or tantalum
- B01J27/198—Vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
- C07C51/215—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dermatology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Furan Compounds (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
149584
Opfindelsen angår en aktiveret katalysator for oxidationsreaktioner, på basis af blandingsoxider af vanadium og phosphor, eventuelt påført på en bærer,og dannet ved aktiverende behandling af en blanding, hvori er indeholdt de efter kalcinering af de fra en opløsning udfældede eller ved inddampning til tørhed opnåede katalysatorkomponenter med et atomart forhold mellem phosphor og vanadium på 1,05-1,1:1, og hvori vanadium foreligger med en gennemsnitlig valens i området fra +3,9 til over +4, eller ved aktiverende behandling af en tilsvarende deaktiveret katalysator, hvori vanadium foreligger med en gennemsnitlig valens i området fra +3,9 til over +4.
2 149584
Oxidationskatalysatorer på basis af blandingsoxider af vanadium og phosphor, i hvilke blandt andet også andre oxider af andre grundstoffer, såsom Ti02 kan være indeholdt, er kendte (DOS 2.256.909, DOS 2.328.755). Sådanne katalysatorer er især anvendelige til den selektive oxidation af butan til maleinsyreanhydrid (US-patent nr. 3.293.268). Ifølge DOS 2.256.909 bringes katalysatoren ved hjælp af en kompliceret trinvis aktivering i forskellige gasser og gasblandinger, således f.eks. ved hjælp af med oxygenholdige carbonhydrider, til en middelvalens for vanadium på fortrinsvis +4,1 til +4,5. Optimalværdien for valensen af en således aktiveret katalysator ligger ved +4,2. Således vises det i DOS 2.256.909 svarende til engelsk patentskrift nr. 1.416.099, tabel IV, at de udbytter, der opnås med en katalysator, hvis middelvalens for vanadium ligger ved +3,9, nedsættes kraftigt og ved en omsætning på 39% ligger ved et udbytte på kun 23 vægt%.
Det er også kendt, at disse katalysatorer hurtigt bliver inaktive. Til reaktivering behandles sådanne katalysatorer med reduktionsmidler, såsom H2, CO, CH4, H2S, ved temperaturer på ca. 500°C. Derved opnås, at der kompenseres for den ved overoxidation af vanadium bevirkede deaktivering, der nedsætter katalysatoraktiviteten. Ved denne reducerende behandling indstilles vanadiums gennemsnitlige valens på +4,2 til +4,6 (DOS 2.353.136).
Med sådanne katalysatorer opnår man, også når de reaktiveres, ved oxidation af butan til maleinsyreanhydrid udbytter på højst ca. 75 vægt% (DOS 2.353.136).
Højere udbytter kan opnås ved hjælp af den aktiverede katalysator ifølge opfindelsen, der er ejendommelig ved, at den aktiverende behandling består i en overledning ved en temperatur i området fra 3Q0-500°C af en gasformig carbonhydridkomponent med fra 2-6 C-atomer under udelukkelse af molekylært oxygen, indtil det indeholdte vanadium er reduceret til en gennemsnitlig valens på mindre end +3,9, fortrinsvis på mellem +3,5 og +3,85.
Foruden phosphor- og vanadiumoxider i det anførte atomforhold mellem phosphor og vanadium på 1,05 - 1,1:1 kan der være indeholdt yderligere oxider af andre stoffer, såsom Ti, Bi, Cd,
Mo, Sb, Zr, Hf,i den omhandlede katalysator i mængder på 0-25 vægt%, fortrinsvis 0-10 vægt%, baseret på den samlede oxidmængde.
Fra USA-patentskrift nr. 3.907.833 kendes ganske vist en aktiveret katalysator til oxidationsreaktioner, hvilken katalysator 3 149584 består af oxider af vanadium og phosphor og eventuelt andre oxider som titandioxid, og som aktiveres til en gennemsnitlig valenstilstand for vanadium på angiveligt mellem 3,0 og 4,6 ved en reduktion med butan ved temperaturer på 250-400°C. Det således kendte adskiller sig imidlertid væsentligt fra den foreliggende opfindelse, som det vil fremgå af den efterfølgende redegørelse.
Allerede det i USA-patentskriftet angivne formål med opfindelsen afviger fra det med den foreliggende opfindelse tilsigtede. Således anføres det i USA-patentskriftet, at det er et særligt formål at tilvejebringe en katalysator, og en fremgangsmåde til anvendelse af katalysatoren, til oxidation af n-butan til et produkt omfattende maleinsyreanhydrid og eddikesyre, og det fremgår endvidere, at man tilmed ønsker eddikesyre som hovedkomponent. Den foreliggende opfindelse tager derimod først og fremmest sigte på fremstilling af maleinsyreanhydrid.
Andre væsentlige forskelle fremgår af fremstillingen og aktiveringen af katalysatoren. I sidstnævnte USA-patents eksempler anvendes således katalysatorsammensætninger, der adskiller sig fra sammensætningen af katalysatoren ifølge den foreliggende opfindelse. Ifølge USA-patentskriftets eksempler arbejdes der således med atomare P:V-forhold, der ligger væsentligt lavere end de forhold, der benyttes ifølge den foreliggende opfindelse, nemlig P:V-forhold på 1,05-1,1:1. I eksempler i USA-patentskriftet ligger P/V-forholdene fra 2:98 til 9:80. I USA-patentet angives det endog fra linie 64 i spalte'5 til linie 1 i spalte 6, at der ved tilsætning af phosphoratomer, altså ved at nærme P-andelen til V-andelen, optræder en forøgelse af eddikesyreudbyttet ved fremgangsmåden. Anvendelsen af katalysatoren ifølge den foreliggende opfindelse skulle i overensstemmelse dermed være forbundet med et stort eddikesyreudbytte. Tværtimod denne forudsigelse opnås der imidlertid med katalysatoren ifølge opfindelsen overraskende maleinsyreanhydrid i højt udbytte, og ingen her uønsket eddikesyre.
Til fremstilling af katalysatoren gås der i USA-patentskriftet ud fra vanadiumpentoxid, der sammensmeltes med andre oxider, fortrinsvis phosphor- og molybdenoxider. Denne blanding aktiveres derpå med en såkaldt "reducerende gas" ved 350 til 450°C. I patentskriftets eksempler 1 og 3 anvendes der som reducerende gas en blanding af 50% butan og 50% luft. I spalte 9, linie 61-65, tales der om en ligeså god aktivering med hydrogen som reducerende gas.
4 149584
Katalysatoren ifølge den foreliggende opfindelse fremstilles derimod ved, at man sammenblander katalysatorkomponenterne i form af opløsninger, f.eks. saltsure opløsninger, isolerer dem enten ved udfældning eller inddampning til tørhed, calcinerer dem og sluttelig aktiverer. I sammenligning med fremstillingsmetoden ifølge USA-patentskriftet garanterer denne fremstillingsmetode en stadig ensartet, reproducerbar katalysatorsammensætning og dermed en overordentlig konstans af det høje udbytte og kvaliteten af det fremstillede produkt.
Yderligere sker aktiveringen af katalysatoren ifølge den foreliggende opfindelse uden tilstedeværelse af molekylært oxygen ved hjælp af et carbonhydrid, som f.eks. butan, og man har klart kunnet vise, at hydrogen, som i USA-patentskriftet angives at være ækvivalent i virkning med butan og luft, giver dårligere resultater, hvis den benyttes i stedet for carbonhydridkomponenten ved den foreliggende opfindelse. Man måtte for at bringe valensen af vanadium ned i det ønskede område bruge ufordelagtigt højere aktiveringstemperaturer, som det fremgår af nedenstående redegørelse i forbindelse med tegningen.
Endelig angives det i USA-patentskriftet generelt, at de deri omhandlede katalysatorer bringes på vanadium-valenser i området 3 til 4,6. Dette skulle så betyde, at valensen hos de kendte katalysatorer kan ligge i det valensområde, der er karakteristisk for katalysatoren ifølge den foreliggende opfindelse. En analyse af patentskriftet fører imidlertid uundgåeligt til den erkendelse, at der ikke i patentskriftet fremstilles og anvendes nogen katalysator med vanadium-valens under 4. Ikke blot anses valensen 4 for ideel, jf. således spalte 3, linie 1-3, hvor det anføres, at vana-diumoxidet fortrinsvis omdannes fuldstændigt til vanadiumtetraoxid, og spalte 4, linie 21-22, hvor det anføres, at alt vanadiumet ideelt skal være til stede som vanadiumtetraoxid, men visse angivelser i spalte 4, linie 40-45, tyder også temmelig stærkt på, at man i virkeligheden ikke har fastslået, at vanadiumvalensen i katalysatoren ifølge USA-patentskriftet på noget tidspunkt har ligget under 4 ©g helt ned til 3. At man ved aktivering med den angivne "reducerende gas" i det angivne temperaturområde overhovedet ikke når ned i det for katalysatoren ifølge den foreliggende opfindelse angivne valensområde bekræftes i øvrigt også af forsøg.
Ved fremstillingen af katalysatoren ifølge opfindelsen kan 5 149584 katalysatormasserne anvendes som sådanne eller påføres på bærestoffer. Katalysatorerne bringes fordelagtigt til en hensigtsmæssig form, f.eks. pressede kugler, tabletter, pressede cylindere, og underkastes derefter varmebehandlingen med gasformige carbon-hydrider med 2-6 carbonatomer.
Ifølge opfindelsen er det hensigtsmæssigt, at blandingsoxi-det, hvori det indeholdte vanadium foreligger med en gennemsnitlig valens på fra +3,9 til over +4, ved dens fremstilling er blevet aktiveret ved overledning ved en temperatur i området fra 350 til 480°C af n-butan over selve blandingen.
Som gasformige carbonhydrider med 2-6 carbonatomer menes fortrinsvis sådanne, der udgør et fortrin for maleinsyreanhydrid, såsom butan, butener, butadien og blandinger deraf. Der anvendes hensigtsmæssigt en blanding af butan og inert gas.
Som inert gas skal der i forbindelse med-den foreliggende opfindelse forstås gasser eller gasblandinger, som er fri for oxygen (altså ikke-oxiderende) og dermed på ingen måde indgår oxiderende reaktion med katalysatormassen. En sådan gas er fortrinsvis N2·
Det er fordelagtigt at anvende en blanding af butan og nitrogen, der indeholder mindst 5% butan i nitrogen.
Den aktiverede blandingsoxidkatalysator ifølge opfindelsen kan i overensstemmelse med den ovenstående også fremstilles ved, at man underkaster allerede deaktiverede katalysatorer, i hvilke vanadium foreligger i en gennemsnitlig valens på +3,9 til over +4, varmebehandling med oxygenfri butan.
Ved den omhandlede varmebehandling med butan overføres en del af vanadiumet til vanadium med en valens på +3 allerede ved temperaturer på 300-400°C. Ved en fortrinsvis varmebehandling ved 400-450°C udgør andelen af V202, baseret på det nævnte vanadiumoxid, allerede ca. 40 til 60%.
Ved den omhandlede varmebehandling kan man altså allerede ved temperaturer, der omtrent svarer til temperaturerne ved oxidation af butan til maleinsyrehydrid, fremstille den ønskede aktiverede blandingskatalyator. Det være sig ved aktivering af et nyfremstillet oxid, det være sig ved reaktivering af en allerede anvendt katalysator. Det betyder et væsentligt teknisk fremskridt for fremgangsmåden, da aktiveringen eller reaktiveringen derved kan udføres direkte i den oxidationsreaktor, der skal anvendes til frem 149584 6 stillingen af maleinsyreanhydrid. En éngang anvendt katalysator kan ganske enkelt ved passende ændring af gastilførslen, standsning af den oxiderende gas og tilførsel af butan/nitrogen atter. overføres i den aktiverede katalysator ifølge ©jf indelsen med vanadium i en valens på mindre end +3,9.
Dette står i modsætning til teknikkens stade (DOS 2.353.136), ifølge hvilket reaktivearingsfrangangsmådai er baseret på anvendelsen af H2, CO, CH^, H2S og temperaturer på ca. 500°C er nødvendige for at opnå en effektiv reaktivering. Denne fremgangsmåde kan derfor ikke udføres i den reaktor, hvori oxidationsreaktionen udføres, i betragtning af den utilstrækkelige holdbarhed af konstruktionsmaterialet. Derfor må den deaktiverede katalysator overføres i en ovn til behandling (reaktivering).
Den aktiverede katalysator ifølge opfindelsen finder især anvendelse til fremstilling i gasfase af maleinsyreanhydrid ud fra ligekædede carbonhydrider med 4 carbonatomer. Sådanne er butan, bu-.tener og butadien. Fortrinsvis anvendes n-butan.
Reaktionstemperaturerne ligger hensigtsmæssigt ved 350 til 450°C.
Tegningen viser behandlingen af en katalysator med n-butan (50% i N2) sammen med behandlingen med H2 (50% i N2) i 24 timer. Man ser tydelig, at den samme reduktionsgrad for hydrogen først indtræder ved meget højere temperaturer. Ved en middelvalens for vanadium på +3,6 til +3,7 er det for n-butan nok med temperaturer på 380 til 390°C, medens temperaturer så høje som 480 til 510°C er nødvendige for H2·
Eksempel 1 1000 g V2O5 blev opslætnmet i 8000 g 37%'s HC1. Suspensionen blev forsigtigt under omrøring opvarmet til 100°C og kogt 2 timer under tilbagesvaling. Derpå tilsatte man langsomt 70 g vandfri oxalsyre opløst i 700 ml vand og endelig 1370 g 85%'s H3PO4. Man inddampede til et volumen på ca. 2000 ml og satte 2000 ml vand til den således opnåede viskose opløsning. Derved opnåede man et lyseblåt krystallinsk bundfald, der blev frafiltreret og vasket med vand. Moderluden blev gemt til en yderligere charge. Atomforholdet P/V i filterresten androg 1,08:1. Dette faste materiale blev tørret ved 100°C, gjort dejformigt med natrosol (hydroxyethylcellulose) 149584.
7 i vand, formet til cylindere og i nærværelse af nitrogen til calci-nering varmebehandlet 6 timer ved 450°C. En del af katalysatoren blev aktiveret ved 12 timers behandling ved 400°C med en butan/ nitrogen-blanding (50 volumen% butan); en anden del blev behandlet med samme gasblanding i 12 timer ved 480°C; en tredje del blev behandlet 12 timer ved 400°C med hydrogen og nitrogen (50 volumen% hydrogen) , og en fjerde del blev behandlet med samme hydrogen/nitrogen-blanding i 24 timer ved 500°C. Endelig blev en femte del efter calcinering i nærværelse af nitrogen ikke underkastet nogen aktiverende behandling. For hver prøve blev der fastslået en middel-vanadiumvalens (se tabel 1).
Eksempel 2
En V-P-O-blandingsoxidfyldning blev fremstillet som i eksempel 1, idet forholdet P/V ligeledes androg 1,08:1. Der blev atter tørret ved 100°C. Desuden blev der tilberedt en vandig opløsning af TiCl^ og under omrøring tilsat vandig ammoniak, til et pH på 10 var opnået. Det derved dannede bundfald blev frafiltreret og vasket med vand. Den opnåede filterrest, den såkaldte Ti02-pasta, bestod af ca. 20% Ti02 og ca. 80% vand. 1000 g af det i det foregående beskrevne tørrede V-P-0-kompleks blev blandet med 150 g Ti02~pasta (svarende til 30 g Ti02), gjort dejformigt med natrosol (vandig opløsning) og formet til cylindere. Cylinderne blev tørret ved 100°C i luft og derpå calcineret 6 timer i luft ved 450°C.
Dernæst blev der aktiveret ved overledning af en butan/nitrogen-blanding i 15 timer ved 450°C. Vanadiumet forelå i en gennemsnitlig valens på +3,4.
Eksempel 3
En katalysator ifølge eksempel 2 blev efter deaktivering, hvorved den gennemsnitlige valens for vanadium var steget til S+4, delt. Den ene del blev atter aktiveret ved 15 timers overledning af en blanding af butan og nitrogen i forholdet 50:50 ved temperaturer på 350°C, den anden ved 450°C. Vanadiumet forelå derefter i en valens på henholdsvis +3,9 og +3,4.
149584 8
Eksempel 4-11
Katalysatorerne ifølge eksempel 1-3 blev undersøgt ved katalytisk oxidation af forskellige carbonhydrider med 4 carbon-atomer, især n-butan med luft. I eksemplerne varieredes desuden kontakttiderne. Som reaktor tjente et stålrør med en diameter på 25 mm og en længde på ca. 5 m, hvilken reaktor hver gang indeholdt mindst 1 kg katalysatorfyldning. Som varmeoverføringsmiddel blev der anvendt saltsmelter. Resultaterne er sammenfattet i den efterfølgende tabel. De der angivne temperaturer er baseret på saltsmelten og svarer til de temperaturer, ved hvilke man opnåede de højeste udbytter af maleinsyreanhydrid (baseret på anvendt mængde carbonhydrid med 4 carbonatomer).
9 149584
C
cd Q)0(d Ή •Ρ a cd -Μ -Ρ >1+J G ο\° iUi'UMNOl'JfONHO >d Ρ tnoocnvoi'-tnt^-cnt'' id CD -Μ to I ω Ό >
G sC cd G
0 to λ <u •Η £ “ > 44 G _____ Ό •Η d
X! G
Ο ·Η
1 G
G 44 ο\° cd fB Γ^Γ'Γ'Γ'Γ^Γ'Γ'Γ^ 44 Μ g ε ffl ο
Id cd Λ · -Ρ au OOmminOtNin Η go tar'trvcoocTit^cn nj cd oocommronnm CO 44 ω ^i—I (I)
d dl G
cd φ <U
G^Hnconroronn·^ —i cd -p cd > ε > (Η CD —------— Λ tn i (0 G ta
E-c ·Ρ G
p o >d α) -P <d tn
> 44 Æ G
•rf XtUP -H
44 0 -P <D NNNNldlflinH
44 -O P g r—1 H 1—1 1—Ir-trHi—I'd ·
*C 0) ri -P G O
pi > -P cd lo Λ ------ CD o Λ tn
I P
G O tn
I 1 P U *H G
44 (0 (D O OOOOOOO -H
ί G ft OooOOiciLOinG t!
ΆθεΡ'ΐ|^':ΐι1ίΐ'ίη'!ΐι dl G
Φ-Η ® 3 tn cd
pi -P 44 44 G Η H
_ Η 0) Λ a 1
4K G G g <N
« CD CD δ IS
I I H dl t n CD \
44 W d G G O O G G G 44 H
G G cd (dtdPPcdrdrd (Ud
TdOTd 4J 4J d u 4J 4J 4) mid <U -Ρ -P GGNipGGG d "d
Pi -Ρ ε ΛΛΛΛΛΛΛ G-P
-- -P £ 1 G w
>i t n G
HP ·Ρ O
cd O H -P
-P-P HHHHC4rorOH fl 44 cd cd Φ 44
« W g G
__ ___—— ε cd α» I CO Pi i s ,—I · Jtø 44 § <D P liinuihcoPOH ΊΚ Η to a G_ Η η M 14
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH646676A CH619870A5 (da) | 1976-05-21 | 1976-05-21 | |
| CH646676 | 1976-05-21 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK223577A DK223577A (da) | 1977-11-22 |
| DK149584B true DK149584B (da) | 1986-08-04 |
| DK149584C DK149584C (da) | 1987-01-12 |
Family
ID=4310071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK223577A DK149584C (da) | 1976-05-21 | 1977-05-20 | Aktiveret katalysator, paa basis af blandingsoxider af vanadium og phosphor, for oxidationsreaktioner, og dens anvendelse til fremstilling af maleinsyreanhydrid |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4181628A (da) |
| JP (1) | JPS531190A (da) |
| AT (2) | AT354407B (da) |
| BE (1) | BE854917A (da) |
| CA (1) | CA1092086A (da) |
| CH (1) | CH619870A5 (da) |
| DE (1) | DE2636800C2 (da) |
| DK (1) | DK149584C (da) |
| ES (1) | ES459000A1 (da) |
| FR (1) | FR2351702A1 (da) |
| GB (1) | GB1520708A (da) |
| IE (1) | IE44903B1 (da) |
| IL (1) | IL52130A (da) |
| IT (1) | IT1078290B (da) |
| LU (1) | LU77384A1 (da) |
| NL (1) | NL7705586A (da) |
| TR (1) | TR19832A (da) |
| ZA (1) | ZA772916B (da) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4151116A (en) * | 1977-08-05 | 1979-04-24 | Halcon Research And Development Corporation | Preparation of maleic anhydride |
| CA1140912A (en) * | 1979-07-30 | 1983-02-08 | Ramon A. Mount | Process for preparing phosphorus-vanadium-oxygen catalysts |
| DE3010710A1 (de) * | 1980-03-20 | 1981-09-24 | Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl | Verfahren zur herstellung von katalysatoren fuer die gasphaseoxidation von gesaettigten und/oder ungesaettigten c(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen zu maleinsaeureanhydrid |
| US4315864A (en) * | 1980-10-22 | 1982-02-16 | Standard Oil Company (Ohio) | Preparation of maleic anhydride |
| US4359405A (en) * | 1980-12-22 | 1982-11-16 | Monsanto Company | Solvent conditioning of phosphorus-vanadium-oxygen catalysts |
| EP0056528A3 (en) * | 1981-01-02 | 1983-01-05 | Monsanto Company | Catalyst intermediate, catalyst prepared therefrom, and method for preparing maleic anhydride |
| US4748140A (en) * | 1981-12-28 | 1988-05-31 | The Standard Oil Company | In situ activation process for fluid bed oxidation catalysts |
| CA1202950A (en) * | 1981-12-28 | 1986-04-08 | The Standard Oil Company | In situ activation process for fluid bed oxidation catalysts |
| US4435521A (en) | 1982-05-24 | 1984-03-06 | Exxon Research & Engineering Co. | Heterogeneous process for preparing vanadium phosphorus oxygen containing catalyst composition |
| US4569925A (en) * | 1982-07-01 | 1986-02-11 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for preparing a vanadium phosphorus oxygen catalyst composition by an organic solution method |
| NO151026C (no) * | 1982-11-26 | 1985-01-30 | Saetersmoen A S | Insekticid og akaricid blanding inneholdende gelatin, og anvendelse av blandingen til aa bekjempe insekter og midd |
| US4518523A (en) * | 1983-03-04 | 1985-05-21 | The Standard Oil Company | Method for adding make-up fluid bed oxidation catalysts for fluid bed oxidation catalysts containing the mixed oxides of vanadium and phosphorus |
| US5168090A (en) * | 1990-10-04 | 1992-12-01 | Monsanto Company | Shaped oxidation catalyst structures for the production of maleic anhydride |
| US5474960A (en) * | 1994-06-15 | 1995-12-12 | The Standard Oil Company | Process for reactivating a fluid bed catalyst in a reactor dipley |
| JP3817763B2 (ja) * | 1994-12-22 | 2006-09-06 | 三菱化学株式会社 | 無水マレイン酸の製造法 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2474334A (en) * | 1947-04-10 | 1949-06-28 | Standard Oil Dev Co | Producing maleic acid by oxidation of cyclohexane |
| US3156707A (en) * | 1962-05-17 | 1964-11-10 | Petro Tex Chem Corp | Oxidation of aliphatic hydrocarbons |
| US3293268A (en) * | 1964-03-23 | 1966-12-20 | Princeton Chemical Res Inc | Production of maleic anhydride by oxidation of n-butane |
| UST864008I4 (en) | 1968-12-18 | 1969-07-15 | Defensive publication | |
| US3915892A (en) * | 1971-11-22 | 1975-10-28 | Chevron Res | Vanadium-phosphorus mixed oxide oxidation catalysts |
| BE791770A (fr) * | 1971-11-22 | 1973-05-22 | Chevron Res | Catalyseurs d'oxydation a l'oxyde de vanadium et de phosphore |
| US3985775A (en) * | 1971-11-22 | 1976-10-12 | Chevron Research Company | Vanadium-phosphorus oxide oxidation of N-butane to maleic anhydride |
| US3907833A (en) * | 1972-05-15 | 1975-09-23 | Celanese Corp | Process for oxidizing a hydrocarbon to maleic anhydride and acetic acid |
| US3888886A (en) * | 1972-06-08 | 1975-06-10 | Mobil Oil Corp | Oxidation of alkanes to maleic anhydride using promoted vanadium-phosphorus catalyst |
| US4017521A (en) | 1972-06-19 | 1977-04-12 | Chevron Research Company | Process for the manufacture of maleic anhydride using high surface area catalyst |
| DE2353136A1 (de) | 1972-10-27 | 1974-05-02 | Standard Oil Co | Verfahren zur reaktivierung von phosphor-vanadium-sauerstoff-katalysatoren |
| USB330354I5 (da) * | 1973-02-07 | 1975-01-28 | ||
| GB1460971A (en) * | 1973-04-16 | 1977-01-06 | Monsanto Co | Process for the oxidation of hydrocarbons |
| US4006167A (en) * | 1974-06-28 | 1977-02-01 | Ube Industries, Ltd. | Vapor phase oxidation of unsaturated aliphatic hydrocarbon to maleic anhydride using a catalyst consisting essentially of the oxides of vanadium, phosphorous, zirconium, and manganese |
| US3975300A (en) * | 1974-07-01 | 1976-08-17 | Mobil Oil Corporation | One step method of preparation of vanadium-phosphorus complex in the absence of hydrogen halide |
| US3977998A (en) * | 1974-09-03 | 1976-08-31 | Monsanto Company | Process for preparing phosphorus-vanadium-oxygen catalysts |
| US4064070A (en) * | 1974-12-23 | 1977-12-20 | Chevron Research Company | Catalyst for producing maleic anhydride |
| US4016105A (en) * | 1975-02-07 | 1977-04-05 | Petro-Tex Chemical Corporation | Catalyst preparative method |
| US4018709A (en) * | 1975-03-17 | 1977-04-19 | Petro-Tex Chemical Corporation | Catalyst for preparing maleic anhydride from C4 hydrocarbons |
| US4013586A (en) * | 1975-07-24 | 1977-03-22 | Monsanto Company | Vanadium catalysts prepared with phosphonates |
-
1976
- 1976-05-21 CH CH646676A patent/CH619870A5/de not_active IP Right Cessation
- 1976-08-16 DE DE2636800A patent/DE2636800C2/de not_active Expired
-
1977
- 1977-05-16 ZA ZA00772916A patent/ZA772916B/xx unknown
- 1977-05-18 GB GB20878/77A patent/GB1520708A/en not_active Expired
- 1977-05-19 IE IE1029/77A patent/IE44903B1/en not_active IP Right Cessation
- 1977-05-20 NL NL7705586A patent/NL7705586A/xx active Search and Examination
- 1977-05-20 ES ES459000A patent/ES459000A1/es not_active Expired
- 1977-05-20 IL IL52130A patent/IL52130A/xx unknown
- 1977-05-20 AT AT363277A patent/AT354407B/de not_active IP Right Cessation
- 1977-05-20 LU LU77384A patent/LU77384A1/xx unknown
- 1977-05-20 TR TR19832A patent/TR19832A/xx unknown
- 1977-05-20 IT IT49482/77A patent/IT1078290B/it active
- 1977-05-20 DK DK223577A patent/DK149584C/da active
- 1977-05-20 FR FR7715562A patent/FR2351702A1/fr active Granted
- 1977-05-20 JP JP5782177A patent/JPS531190A/ja active Granted
- 1977-05-23 BE BE177809A patent/BE854917A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-05-23 US US05/799,331 patent/US4181628A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-05-24 CA CA279,058A patent/CA1092086A/en not_active Expired
-
1978
- 1978-06-07 AT AT0413978A patent/AT363277B/de active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL52130A0 (en) | 1977-07-31 |
| IL52130A (en) | 1980-11-30 |
| JPS616702B2 (da) | 1986-02-28 |
| FR2351702A1 (fr) | 1977-12-16 |
| LU77384A1 (da) | 1977-12-22 |
| CA1092086A (en) | 1980-12-23 |
| DE2636800C2 (de) | 1986-02-27 |
| JPS531190A (en) | 1978-01-07 |
| IE44903B1 (en) | 1982-05-05 |
| IT1078290B (it) | 1985-05-08 |
| ES459000A1 (es) | 1978-04-01 |
| ATA413978A (de) | 1980-12-15 |
| GB1520708A (en) | 1978-08-09 |
| FR2351702B1 (da) | 1982-09-03 |
| NL7705586A (nl) | 1977-11-23 |
| CH619870A5 (da) | 1980-10-31 |
| AT354407B (de) | 1979-01-10 |
| BE854917A (fr) | 1977-11-23 |
| TR19832A (tr) | 1980-01-28 |
| AT363277B (de) | 1979-06-15 |
| DK149584C (da) | 1987-01-12 |
| US4181628A (en) | 1980-01-01 |
| DE2636800A1 (de) | 1977-12-08 |
| ATA363277A (de) | 1979-06-15 |
| IE44903L (en) | 1977-11-21 |
| ZA772916B (en) | 1978-04-26 |
| DK223577A (da) | 1977-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK149584B (da) | Aktiveret katalysator, paa basis af blandingsoxider af vanadium og phosphor, for oxidationsreaktioner, og dens anvendelse til fremstilling af maleinsyreanhydrid | |
| US5198580A (en) | Process for oxidation of propane | |
| US3328478A (en) | Production of conjugated diolefines by oxidative dehydrogenation | |
| US8367885B2 (en) | Method of preparing multicomponent bismuth molybdate catalysts with controlling pH and a method of preparing 1,3-butadiene using thereof | |
| RU2266784C2 (ru) | Каталитическая композиция (варианты) и способ конверсии олефина с ее применением | |
| JP4521019B2 (ja) | 芳香族またはヘテロ芳香族ニトリルの製造方法および該方法のための担体付き触媒 | |
| US2773838A (en) | Production of maleic and alkyl substituted maleic anhydrides by catalytic oxidation | |
| JPS61283347A (ja) | 固体組成物およびそれを使用した有機化合物の酸化転化方法 | |
| JPS63434B2 (da) | ||
| JPS641176B2 (da) | ||
| US4091044A (en) | Dehydrocoupling process | |
| US4178298A (en) | Process for preparing maleic anhydride | |
| Haddad et al. | MoOx-based catalysts for the oxidative dehydrogenation (ODH) of ethane to ethylene: Influence of vanadium and phosphorus on physicochemical and catalytic properties | |
| JPH0567615B2 (da) | ||
| KR100519901B1 (ko) | SnO2·xH2O를이용한촉매기재바나듐안티모네이트의제조법 | |
| KR100283791B1 (ko) | 산화환원 반응에 의해 아크롤레인으로부터 아크릴산의 제조 방법 및 상기 반응에서 산화환원계로서 고체 혼합 산화물 조성물의 용도 | |
| US3849087A (en) | Process for producing gases by the conversion of hydrocarbons | |
| US3409696A (en) | Dehydrogenation catalysts comprising bismuth compounds on macroporous supports | |
| RU2060247C1 (ru) | Способ окислительного аминирования алканов | |
| GB2029721A (en) | Catalytic oxidation of methacrolein | |
| KR930000289B1 (ko) | 불포화 화합물의 제조방법 | |
| EP0030837A1 (en) | Dehydrocoupling of toluene | |
| US9522383B2 (en) | Method for preparing magnesia-zirconia composite carrier for catalyzing oxidative dehydration of normal-butane, method for preparing magnesium orthovanadate catalyst supported by magnesia-zirconia composite carrier prepared thereby, and method for preparing normal-butene and 1,3-butadiene using magnesium orthovanadate catalyst | |
| PL119446B1 (en) | Catalyst of nitrile manufacture process | |
| JPH031059B2 (da) |