EA040962B1 - METHOD FOR PRODUCING GRANULATED CATALYST FOR OXIDATION PROCESSES - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING GRANULATED CATALYST FOR OXIDATION PROCESSES Download PDF

Info

Publication number
EA040962B1
EA040962B1 EA202091358 EA040962B1 EA 040962 B1 EA040962 B1 EA 040962B1 EA 202091358 EA202091358 EA 202091358 EA 040962 B1 EA040962 B1 EA 040962B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
catalyst
graphite
talc
dry
precursor
Prior art date
Application number
EA202091358
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Николаевич Воропаев
Владимир Иванович Соболев
Валентина Михайловна Бондарева
Евгения Викторовна Ищенко
Лариса Владимировна Пирютко
Original Assignee
Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг"
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" filed Critical Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг"
Publication of EA040962B1 publication Critical patent/EA040962B1/en

Links

Description

Настоящее изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу получения гранулированного катализатора для процессов окисления алканов, в частности для процессов окисления пропана с целью получения акриловой кислоты, катализатору, полученному этим способом, применению комбинации талька и графита для формования сухого прекурсора катализатора с последующим получением гранулированного катализатора, а также к способам окисления пропана с целью получения акриловой кислоты, предусматривающим использование катализатора согласно изобретению.The present invention relates to the chemical industry, namely to a method for producing a granular catalyst for alkane oxidation processes, in particular for propane oxidation processes to produce acrylic acid, a catalyst obtained by this method, the use of a combination of talc and graphite to form a dry catalyst precursor with subsequent production granular catalyst, as well as processes for oxidizing propane to produce acrylic acid using the catalyst of the invention.

Уровень техникиState of the art

Акриловая кислота представляет собой ценное сырье для химической промышленности. В частности, акриловую кислоту используют в качестве мономера при получении полимеров, в том числе полиэфирных смол.Acrylic acid is a valuable raw material for the chemical industry. In particular, acrylic acid is used as a monomer in the production of polymers, including polyester resins.

Одним из промышленно применимых является способ получения акриловой кислоты путем гетерогенного каталитического парциального окисления пропана в присутствии катализатора. Среди катализаторов окисления пропана в акриловую кислоту известны бинарные ванадий-фосфорные оксиды, каталитические композиции на основе гетерополикислот и композиции на основе смешанных оксидов переходных элементов с переменной валентностью [М.М. Lin. Selective oxidation of propane to acrylic acid with molecular oxygen // Appl. Catal. A: Gen. - 2001. - V. 207. - P. 1-16]. Наибольшую каталитическую активность в процессах окисления, в частности в процессах окисления пропана, имеют многокомпонентные системы на основе оксидов переходных элементов с переменной валентностью, обязательно содержащие молибден (Мо) и ванадий (V), ниобий (Nb), а также теллур (Те).One of the industrially applicable is the method of obtaining acrylic acid by heterogeneous catalytic partial oxidation of propane in the presence of a catalyst. Among the catalysts for the oxidation of propane to acrylic acid, binary vanadium-phosphorus oxides, catalytic compositions based on heteropoly acids and compositions based on mixed oxides of transition elements with variable valence are known [M.M. Lin. Selective oxidation of propane to acrylic acid with molecular oxygen // Appl. catal. A: Gen. - 2001. - V. 207. - P. 1-16]. The highest catalytic activity in oxidation processes, in particular in the processes of propane oxidation, have multicomponent systems based on oxides of transition elements with variable valence, necessarily containing molybdenum (Mo) and vanadium (V), niobium (Nb), and also tellurium (Te).

В ЕР 0608838 представлен катализатор, используемый в процессе получения акриловой кислоты окислением пропана, который представляет собой смешанный оксидный катализатор состава MoaVb. TecXdOx, где X - по крайней мере один элемент из группы, включающей Nb, Та, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mg, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Sb, Bi, B, In и Се, 0,25<а<0,98, 0,003<b<0,5, 0,003<c<0,5, 0,003<d<0,5. Использование катализатора состава Mo1V0.3Teo,23Nb0j12Ox в соответствии с изобретением, представленным в ЕР 0608838, позволяет достичь конверсии пропана 65,7%, селективности по акриловой кислоте 58%, выхода акриловой кислоты 38,1%. Повышения выхода акриловой кислоты до 48% достигают путем дополнительной обработки данного катализатора, включающей следующие стадии: получение водной суспензии, термообработка суспензии, уплотнение порошка, рассеивание и финальная прокалка фракции катализатора в токе азота при 600°С в течение 2 ч.EP 0 608 838 discloses a catalyst used in a propane oxidation process to produce acrylic acid, which is a mixed oxide catalyst of the composition Mo a V b . Te c X d O x , where X is at least one element from the group consisting of Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mg, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Sb , Bi, B, In and Ce, 0.25<a<0.98, 0.003<b<0.5, 0.003<c<0.5, 0.003<d<0.5. The use of a catalyst of composition Mo1V 0 . 3 Teo,2 3 Nb 0j1 2O x in accordance with the invention presented in EP 0608838, allows to achieve a propane conversion of 65.7%, a selectivity to acrylic acid of 58%, an acrylic acid yield of 38.1%. An increase in the yield of acrylic acid to 48% is achieved by additional processing of this catalyst, which includes the following stages: preparation of an aqueous suspension, heat treatment of the suspension, compaction of the powder, dispersion, and final calcination of the catalyst fraction in a stream of nitrogen at 600°C for 2 h.

Известны также катализаторы на основе Мо, V, Те и/или сурьмы (Sb), промотированные добавками ниобия (Nb) и/или тантала (Та) общей формулы Mo1Va(Te и/или Sb)b(Nb и/или Ta)cSidOx, где a=0,006-1, b=0,006-1, c=0,001-0,5, d=0-3,5. Так, согласно WO 2006100128 при использовании катализатора состава Mo1V0,33Sb0j1 при температуре 340°С конверсия пропана составляла 41,7%, селективность по акриловой кислоте - 27%. Введение ниобия способствовало повышению селективности по акриловой кислоте до 52%.There are also known catalysts based on Mo, V, Te and/or antimony (Sb) promoted with additions of niobium (Nb) and/or tantalum (Ta) of the general formula Mo1V a (Te and/or Sb)b(Nb and/or Ta) c Si d O x , where a=0.006-1, b=0.006-1, c=0.001-0.5, d=0-3.5. Thus, according to WO 2006100128, when using a catalyst of the composition Mo1V 0 , 33 Sb 0j1 at a temperature of 340°C, the propane conversion was 41.7%, the selectivity for acrylic acid was 27%. The introduction of niobium contributed to an increase in the selectivity for acrylic acid to 52%.

В документах JP 3924824, US 5198580 также представлены многокомпонентные катализаторы на основе оксидов металлов, используемые в процессах окисления, в частности в процессах окисления пропана, с целью получения акриловой кислоты. Так, например, в US 5198580 представлен катализатор общей формулы BibMocBbAaDdEeOx, в которой А является одним или более из K, Na, Li, Cs и Tl, D является одним или более из Fe, Ni, Co, Zn, Се и La, где значение коэффициентов a, d, e и b составляет от 0 до 10, значение коэффициента с от 0,1 до 20. В качестве промотирующей добавки используют соединения ванадия. В патенте JP 3924824 металлоксидный катализатор содержит элементы Mo, V, Sb, и компонент А, при условии, что А является одним из элементов, выбранным из группы, состоящей из Nb, Та, Sn, W, Ti, Ni, Fe, Cr, Co.Documents JP 3924824, US 5198580 also presents multi-component metal oxide catalysts used in oxidation processes, in particular in propane oxidation processes, to produce acrylic acid. For example, US 5,198,580 provides a catalyst of the general formula Bi b Mo c B b A a D d E e O x , in which A is one or more of K, Na, Li, Cs and Tl, D is one or more of Fe, Ni, Co, Zn, Ce and La, where the value of the coefficients a, d, e and b is from 0 to 10, the value of the coefficient c is from 0.1 to 20. Vanadium compounds are used as a promoting additive. In JP 3924824, the metal oxide catalyst contains the elements Mo, V, Sb, and component A, provided that A is one of the elements selected from the group consisting of Nb, Ta, Sn, W, Ti, Ni, Fe, Cr, Co.

Такие многокомпонентные катализаторы на основе смешанных оксидов переходных металлов могут быть получены путем испарения при нормальных условиях смешанных растворов исходных соединений переходных элементов (так называемый slurry метод) или гидротермальным синтезом. При этом для получения катализаторов, содержащих Мо, V, Nb, Sb и/или Те, наиболее распространенным является метод испарения смешанных растворов исходных соединений. Такой способ получения сухого прекурсора катализатора, известный, в частности, из патента RU 2342991, включает следующие стадии:Such multicomponent catalysts based on mixed oxides of transition metals can be obtained by evaporation under normal conditions of mixed solutions of initial compounds of transition elements (the so-called slurry method) or by hydrothermal synthesis. In this case, to obtain catalysts containing Mo, V, Nb, Sb and/or Te, the most common method is the evaporation of mixed solutions of the starting compounds. Such a method for obtaining a dry catalyst precursor, known, in particular, from patent RU 2342991, includes the following stages:

приготовление растворов исходных соединений (как правило, парамолибдата и метаванадата аммония, теллуровой кислоты или соединений сурьмы);preparation of solutions of starting compounds (usually ammonium paramolybdate and metavanadate, telluric acid, or antimony compounds);

смешение с отдельно приготовленным раствором оксалата ниобия и промотирующих добавок;mixing with a separately prepared solution of niobium oxalate and promoting additives;

сушка полученной суспензии;drying the resulting suspension;

ступенчатая термообработка в интервале 275-600°С.step heat treatment in the range of 275-600°C.

Следует отметить, что отличительная особенность MoVTe(Sb)Nb систем - наличие нескольких элементов переменной валентности - определяет сильную зависимость формирования структуры катализаторов от способов и параметров синтеза, окислительно-восстановительных условий термообработки и последующей стадии формования с получением гранулированного катализатора. Подтверждением этому является тот факт, что известные из уровня техники катализаторы несмотря на близкий химический состав существенно отличаются по своим каталитическим характеристикам (табл. 1).It should be noted that the distinctive feature of MoVTe(Sb)Nb systems, the presence of several elements of variable valence, determines the strong dependence of the formation of the catalyst structure on the methods and parameters of synthesis, redox conditions of heat treatment, and the subsequent stage of molding to obtain a granular catalyst. This is confirmed by the fact that the catalysts known from the prior art, despite the close chemical composition, differ significantly in their catalytic characteristics (Table 1).

- 1 040962- 1 040962

Таблица 1Table 1

Показатели каталитических свойств известных из уровня техники катализаторов на основе смешанных оксидов переходных металловCatalytic properties of prior art catalysts based on mixed transition metal oxides

Состав катализатора Catalyst Composition T [°C] T [°C] Конверсия пропана [%] Propane conversion [%] Селективность по АК [%] Selectivity for AA [%] Выход АК [%] Exit AK [%] Ссылка Link MoiVo,29Teo,i4Nbo,i3 MoiVo,29Teo,i4Nbo,i3 380 380 39 39 74 74 29 29 DE10344264 DE10344264 M01Vo.25Teo.11Nb 0.12 M01Vo.25Teo.11Nb 0.12 380 380 33.4 33.4 62.4 62.4 21 21 D. Vitry, Y. Morikawa, J. L. Dubois, W. Ueda, Appl. Catal. A 251 (2003)411 D. Vitry, Y. Morikawa, J. L. Dubois, W. Ueda, Appl. catal. A 251 (2003)411 M01Vo.43Teo.33Nb 0.1 M01Vo.43Teo.33Nb 0.1 393 393 68 68 50 50 34 34 US7718568 US7718568 M01Vo.25Teo.33Nb o.nPdo.oi M01Vo.25Teo.33Nb o.nPdo.oi 386 386 80 80 63 63 50 50 US7718568 US7718568 M01Vo.25Teo.33Nb 0.12 Ρίο,οι M01Vo.25Teo.33Nb 0.12 Ρίο, οι 376 376 54 54 79 79 43 43 US7718568 US7718568 M01Vo.3Teo.23Nbo.125 M01Vo.3Teo.23Nbo.125 384 384 75 75 69 69 52 52 US7718568 US7718568 M01Vo.3Teo.23Nbo.12 M01Vo.3Teo.23Nbo.12 380 380 80 80 60 60 48 48 US5380933 EP0608838 US5380933 EP0608838 M01Vo.3Teo.23Nbo.12 M01Vo.3Teo.23Nbo.12 390 390 71 71 59 59 42 42 EP0962253 EP0962253 MoiVo.3Teo.i7Nbo.i2Cuo,5 MoiVo.3Teo.i7Nbo.i2Cuo,5 400 400 71 71 54.6 54.6 39 39 US7355062 US7355062 MoeV 2SbiNbo.o32 MoeV 2SbiNbo.o32 380 380 42 42 52 52 22 22 WO200610012 8 WO200610012 8 M01Vo.3Sbo.i6Nbo.05 M01Vo.3Sbo.i6Nbo.05 380 380 50 50 32 32 16 16 JP10045664 JP10045664 MoiVojSbo-o.iNbo.i MoiVojSbo-o.iNbo.i 400 400 40 40 43 43 17 17 J.N.AlSaeedi, V.V.Guliants, M.A.Banares, J. Catal. 215 (2003). J.N.AlSaeedi, V.V.Guliants, M.A.Banares, J. Catal. 215 (2003). Mo1V0.3Sb0.25Nb0.12K0.013 Mo1V0.3Sb0.25Nb0.12K0.013 420 420 39 39 64 64 25 25 P. Botella, P. Concepcion, J. M. Lopez- Nieto, B. Solsona, Catal. Lett. 89 № 3-4 2003. P. Botella, P. Concepcion, J. M. Lopez- Nieto, B. Solsona, Catal. Lett. 89 No. 3-4 2003. M01Vo.23Sbo/26Nbo.09 /SiO2 M01Vo.23Sbo/26Nbo.09 /SiO 2 380 380 63.8 63.8 51.5 51.5 33 33 US7498463 US7498463

Причина различия каталитической активности катализаторов несмотря на их одинаковый химический состав может заключаться в существенной роли определенных кристаллических фаз, их соотношении. Многокомпонентность катализатора и зависимость химических взаимодействий в системе от условий приготовления приводит к формированию сложного фазового состава. Известно, что активными в оксидных MoVTe(Sb)Nb катализаторах являются две кристаллические фазы - орторомбическая (M1) и гексагональная (М2). При этом фаза M1 в чистом виде активна и селективна в окислении пропана, в то время как фаза М2 активна и селективна в окислении пропилена. Из этих представлений следует необходимость обеспечения оптимального сочетания фаз M1 и М2 в многокомпонентном катализаторе на основе смешанных оксидов переходных металлов. Даже при одинаковом химическом составе катализатора в стандартных условиях приготовления эти фазы образуются в разном соотношении. Невоспроизводи- 2 040962 мость катализатора в части фазового состава и, соответственно, каталитических свойств ставит задачу разработки методик приготовления катализаторов, каталитические свойства которых позволили бы их использовать в процессах окисления пропана с целью получения акриловой кислоты.The reason for the difference in the catalytic activity of the catalysts, despite their identical chemical composition, may lie in the significant role of certain crystalline phases and their ratio. The multicomponent nature of the catalyst and the dependence of chemical interactions in the system on the preparation conditions lead to the formation of a complex phase composition. It is known that active in oxide MoVTe(Sb)Nb catalysts are two crystalline phases - orthorhombic (M1) and hexagonal (M2). In this case, the pure M1 phase is active and selective in the oxidation of propane, while the M2 phase is active and selective in the oxidation of propylene. From these ideas follows the need to ensure the optimal combination of phases M1 and M2 in a multicomponent catalyst based on mixed transition metal oxides. Even with the same chemical composition of the catalyst under standard preparation conditions, these phases are formed in different proportions. The nonreproducibility of the catalyst in terms of phase composition and, accordingly, catalytic properties poses the problem of developing methods for preparing catalysts whose catalytic properties would allow them to be used in propane oxidation processes to obtain acrylic acid.

Общеизвестно, что для использования катализаторов в промышленных процессах получения акриловой кислоты требуется проведение стадии формования сухих прекурсоров катализатора с целью получения гранул оптимального размера и формы. Следует отметить, что методы синтеза катализаторов, представленные в вышеописанных патентных документах, отличаются только стадией получения сухого прекурсора катализатора, последующие стадии термообработки существенно не различаются, а о стадиях формования зачастую и не упоминается. При этом стадия формования катализатора имеет большое значение, т.к. данная стадия может оказывать влияние на структуру катализатора и, как следствие, на его каталитические свойства, а также в значительной степени может определять механическую прочность гранул катализатора.It is well known that the use of catalysts in industrial processes for the production of acrylic acid requires a step of molding dry catalyst precursors in order to obtain granules of optimal size and shape. It should be noted that the catalyst synthesis methods presented in the above-described patent documents differ only in the step of obtaining a dry catalyst precursor, the subsequent heat treatment steps do not differ significantly, and the molding steps are often not mentioned. In this case, the stage of catalyst formation is of great importance, because this stage can affect the structure of the catalyst and, consequently, its catalytic properties, and can also largely determine the mechanical strength of the catalyst granules.

Авторами настоящего изобретения также было обнаружено, что стадия формования, а именно условия ее осуществления, может оказывать негативное влияние на каталитические свойства получаемых катализаторов, в частности на выход и селективность по целевому продукту. Однако в уровне техники содержится недостаточно сведений относительно приемов, которые необходимо применять при формовании представленных выше многокомпонентных катализаторов для достаточного сохранения их структуры и каталитических свойств.The authors of the present invention have also found that the molding step, namely the conditions for its implementation, can have a negative impact on the catalytic properties of the resulting catalysts, in particular on the yield and selectivity to the target product. However, the prior art contains insufficient information regarding the techniques that must be used in the formation of the above multi-component catalysts for sufficient preservation of their structure and catalytic properties.

Известными из уровня техники способами формования катализаторов являются методы прессования, экструзии, таблетирования и агломерирования с образованием сфероидальных частиц посредством распылительной сушки. Осуществление данных методов возможно с добавлением и без добавления инертной технологической добавки (связующего).Methods known in the art for shaping catalysts are compression, extrusion, tableting and agglomeration to form spheroidal particles by spray drying. The implementation of these methods is possible with and without the addition of an inert technological additive (binder).

Наиболее широко применяемым методом формования катализаторов является прессование сухого прекурсора катализатора, при котором под влиянием давления, приложенного извне, происходит уменьшение первоначального объема порошкообразного материала, сцепление между его частицами и, как следствие, образование прочного тела - гранулы или таблетки определенной формы и размера. При этом в процессе уплотнения используют различные специальные инертные технологические добавки (связующие) или пластификаторы, которые играют роль веществ, способствующих порообразованию, упрочнению катализатора и облегчению процесса формования гранул катализатора. В качестве таких добавок могут использоваться глины, гидрогели, органические, неорганические кислоты, многоатомные спирты. В частности, в качестве указанных добавок используют графит, крахмал, стеарат натрия, тальк и т.д.The most widely used method of forming catalysts is the pressing of a dry catalyst precursor, in which, under the influence of pressure applied from outside, the initial volume of the powdered material decreases, adhesion between its particles and, as a result, the formation of a strong body - granules or tablets of a certain shape and size. At the same time, various special inert technological additives (binders) or plasticizers are used in the compaction process, which play the role of substances that promote pore formation, strengthen the catalyst and facilitate the process of forming catalyst granules. Clays, hydrogels, organic and inorganic acids, polyhydric alcohols can be used as such additives. In particular, graphite, starch, sodium stearate, talc, etc. are used as said additives.

Например, в патенте RU 2377068 предложен способ получения кольцеобразных сплошных оксидных катализаторов общей формулы Moi2BiaFebX1cX2dX3 eX4fOn, используемых в процессах окисления, в частности в процессах окисления с целью получения (мета)акролеина. Формование катализатора включает несколько этапов. Для начала из активной массы предшественника катализатора получают тонкодисперсную пластичную смесь, проводят промежуточное уплотнение, затем из предварительно уплотненной пластичной смеси при добавлении вспомогательных средств для формования и/или вспомогательных армирующих материалов, формуют кольцеобразные изделия. В качестве таких вспомогательных средств для формования (смазочных материалов) при осуществлении способа согласно изобретению используют, например, сажу, стеариновую кислоту, крахмал, полиакриловую кислоту, минеральные или растительные масла, воду, бортрифторид или графит. В качестве смазочных материалов могут быть использованы также глицерин и эфир целлюлозы.For example, patent RU 2377068 proposes a method for producing ring-shaped solid oxide catalysts of the general formula Moi 2 Bi a FebX 1 cX 2 dX 3 e X 4 fOn used in oxidation processes, in particular in oxidation processes to obtain (meta) acrolein. The formation of the catalyst includes several stages. To begin with, a finely dispersed plastic mixture is obtained from the active mass of the catalyst precursor, intermediate compaction is carried out, then annular products are formed from the pre-compacted plastic mixture with the addition of shaping aids and/or auxiliary reinforcing materials. Suitable shaping aids (lubricants) for the process according to the invention are, for example, carbon black, stearic acid, starch, polyacrylic acid, mineral or vegetable oils, water, boron trifluoride or graphite. Glycerin and cellulose ether can also be used as lubricants.

В RU 2559337 описан способ получения ненасыщенной кислоты или ненасыщенного нитрила с участием сложного оксидного катализатора, состав которого представлен формулой Mo1VaNbSbbcWdZeOn, где Z представляет собой элемент, выбранный из группы La, Се, Pr, Yb, Y, Sc, Sr, и Ва. Согласно данному техническому решению механическая прочность катализатора обеспечивается добавлением в состав носителя не менее чем 20% кремнезема, однако в документе RU 2559337 не упоминается о гидродинамических характеристиках катализатора - размер, форма, плотность зерен катализатора, стабильность - длительность работы.RU 2559337 describes a method for producing an unsaturated acid or an unsaturated nitrile with the participation of a complex oxide catalyst, the composition of which is represented by the formula Mo 1 V a NbSbb c W d Z e On, where Z is an element selected from the group La, Ce, Pr, Yb, Y, Sc, Sr, and Ba. According to this technical solution, the mechanical strength of the catalyst is ensured by adding at least 20% silica to the support composition, however, document RU 2559337 does not mention the hydrodynamic characteristics of the catalyst - size, shape, density of catalyst grains, stability - duration of operation.

Известные из уровня техники приемы формования с целью получения гранулированного катализатора оказались не применимы для формования катализатора, полученного в соответствии с настоящим изобретением. В связи с этим актуальной является разработка воспроизводимого способа получения катализатора, характеризующегося приемлемыми каталитическими свойствами в процессах окисления, в частности в процессах окисления пропана, при формовании которого не происходило бы нарушение структуры активных центров и, как следствие, снижение каталитических свойств.Known from the prior art methods of molding to obtain a granular catalyst was not applicable to the molding of the catalyst obtained in accordance with the present invention. In this regard, it is important to develop a reproducible method for obtaining a catalyst characterized by acceptable catalytic properties in oxidation processes, in particular in propane oxidation processes, during the formation of which there would be no violation of the structure of active sites and, as a result, a decrease in catalytic properties.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задачей настоящего изобретения является обеспечение гранулированного катализатора на основе смешанных оксидов переходных металлов, который характеризуется относительно высокой активностью, высокой селективностью в процессах окисления, в частности в процессе получения акриловой кислоты парциальным окислением пропана.The object of the present invention is to provide a granular catalyst based on mixed oxides of transition metals, which is characterized by relatively high activity, high selectivity in oxidation processes, in particular in the process of obtaining acrylic acid by partial oxidation of propane.

Технический результат заключается в реализации способа получения гранулированного катализа- 3 040962 тора, при котором в процессе формования сухого прекурсора катализатора не происходит ухудшения каталитических свойств: конверсия пропана сохраняется свыше 60%, селективность по целевому продукту свыше 60-67%. Дополнительный технический результат заключается в улучшении механической прочности гранулированного катализатора, а также его стабильности в процессах окисления.The technical result consists in the implementation of a method for producing a granular catalyst, in which no deterioration of catalytic properties occurs during the formation of a dry catalyst precursor: the propane conversion is maintained at over 60%, the selectivity for the target product is over 60-67%. An additional technical result is to improve the mechanical strength of the granular catalyst, as well as its stability in oxidation processes.

Данная задача решается и достижение желаемого технического результата обеспечивается за счет заявляемого способа получения гранулированного катализатора для процессов окисления. Предлагаемый согласно настоящему изобретению способ включает следующие стадии:This problem is solved and the achievement of the desired technical result is ensured by the inventive method for obtaining a granular catalyst for oxidation processes. Proposed according to the present invention, the method includes the following stages:

a) получение сухого прекурсора катализатора, содержащего по меньшей мере одно соединение каждого из элементов из группы, состоящей из молибдена (Мо), ванадия (V), теллура (Те) и/или сурьмы (Sb), а также ниобия (Nb) и/или тантала (Та) и, необязательно, дополнительно включающего одно или несколько соединений металлов, выбранных из группы, включающей висмут (Bi), германий (Ge), церий (Се), галий (Ga), кобальт (Со), железо (Fe) и никель (Ni) (далее - сухой прекурсор);a) obtaining a dry catalyst precursor containing at least one compound of each of the elements from the group consisting of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and/or antimony (Sb), and niobium (Nb) and /or tantalum (Ta) and optionally further comprising one or more metal compounds selected from the group consisting of bismuth (Bi), germanium (Ge), cerium (Ce), gallium (Ga), cobalt (Co), iron ( Fe) and nickel (Ni) (hereinafter referred to as the dry precursor);

b) формование полученного на стадии (а) сухого прекурсора с получением гранулированного катализатора.b) shaping the dry precursor obtained in step (a) to form a granular catalyst.

Способ согласно изобретению отличается тем, что стадия формования с целью получения гранулированного катализатора включает следующие этапы:The process according to the invention is characterized in that the molding step for the purpose of obtaining a granular catalyst comprises the following steps:

b1) смешение сухого прекурсора, полученного на стадии (а), с тальком, взятым в количестве от 1 до 4 мас.%;b1) mixing the dry precursor obtained in step (a) with talc, taken in an amount of from 1 to 4 wt.%;

b2) формирование из полученной на этапе (b1) смеси фракции катализатора с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм;b 2 ) formation of a catalyst fraction with a particle size of 0.25 to 0.5 mm from the mixture obtained in step (b1);

b3) смешение полученной на этапе (b2) фракции катализатора с графитом, взятым в количестве от 0,5 до 3 мас.%;b 3 ) mixing obtained in step (b 2 ) fraction of the catalyst with graphite, taken in an amount of from 0.5 to 3 wt.%;

b4) прессование образованной на этапе (b3) композиции с получением гранулированного катализатора;b 4 ) pressing the composition formed in step (b 3 ) to obtain a granular catalyst;

b5) термическая обработка полученного на этапе (b4) гранулированного катализатора.b 5 ) heat treatment obtained in step (b 4 ) granular catalyst.

Авторами настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что использование комбинации талька и графита на разных этапах стадии формования способствует получению гранул катализатора, характеризующихся высокой механической прочностью, а также стабильностью в условиях реакции окисления пропана. При этом при использовании такой комбинации добавок в процессе формования катализатора не происходит значительного ухудшения его каталитических свойств, в то время как использование других известных из уровня техники добавок или их комбинаций приводит к значительному ухудшению прочности гранул катализатора и его каталитических свойств.The inventors of the present invention have unexpectedly found that the use of a combination of talc and graphite at different stages of the molding step results in catalyst pellets having high mechanical strength as well as stability under propane oxidation reaction conditions. At the same time, when using such a combination of additives in the process of forming the catalyst, there is no significant deterioration in its catalytic properties, while the use of other additives known from the prior art or their combinations leads to a significant deterioration in the strength of the catalyst granules and its catalytic properties.

В еще одном аспекте заявленное изобретение относится к способу формования сухого прекурсора катализатора с получением гранулированного катализатора, отличающегося тем, что включает следующие последовательные этапы:In yet another aspect, the claimed invention relates to a process for shaping a dry catalyst precursor to form a granular catalyst, characterized in that it includes the following sequential steps:

i) смешение сухого прекурсора катализатора с тальком, взятым в количестве от 1 до 4 мас.%;i) mixing the dry catalyst precursor with talc, taken in an amount of from 1 to 4 wt.%;

ii) формирование из полученной на этапе (i) смеси фракции катализатора;ii) formation of a catalyst fraction from the mixture obtained in step (i);

iii) смешение полученной на этапе (ii) фракции с графитом, взятым в количестве от 0,5 до 3 мас.%; iv) прессование полученной на этапе (iii) композиции с получением гранулированного катализатора.iii) mixing the fraction obtained in step (ii) with graphite taken in an amount of from 0.5 to 3 wt.%; iv) compressing the composition obtained in step (iii) to obtain a granular catalyst.

В еще одном аспекте заявленное изобретение относится к гранулированному катализатору общего состава Mo1VaBbCcXdOn, полученному способом согласно изобретению, где X обозначает по меньшей мере один из элементов, выбранный из Bi, Ge, Се, Ga, Co, Fe и Ni; В представляет собой Те и/или Sb; С представляет собой Nb и/или Та; а, b, с, d - атомные соотношения металлов, где 0,006<а<1, 0,006<b<l, 0,001<c<0,5, 0<d<0,1; n определяется валентностью элементов, входящих в состав катализатора.In another aspect, the claimed invention relates to a granular catalyst of the general composition Mo 1 V a B b C c X d O n obtained by the method according to the invention, where X denotes at least one of the elements selected from Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe and Ni; B is Te and/or Sb; C is Nb and/or Ta; a, b, c, d - atomic ratios of metals, where 0.006<a<1, 0.006<b<l, 0.001<c<0.5, 0<d<0.1; n is determined by the valency of the elements that make up the catalyst.

В еще одном своем аспекте настоящее изобретение касается применения комбинации талька, взятого в количестве от 1 до 4 мас.%, и графита, взятого в количестве от 0,5 до 3 мас.%, для формования сухого прекурсора катализатора с получением гранулированного катализатора.In yet another aspect, the present invention relates to the use of a combination of talc, taken in an amount of from 1 to 4 wt.%, and graphite, taken in an amount of from 0.5 to 3 wt.%, for forming a dry catalyst precursor to obtain a granular catalyst.

В еще одном аспекте настоящее изобретение касается способа окисления пропана с целью получения акриловой кислоты, осуществляемого в присутствии катализатора согласно настоящему изобретению.In yet another aspect, the present invention relates to a process for oxidizing propane to produce acrylic acid, carried out in the presence of a catalyst according to the present invention.

В еще одном аспекте настоящее изобретение касается способа окисления пропана с целью получения акриловой кислоты в присутствии катализатора согласно настоящему изобретения, включающего стадии, на которыхIn yet another aspect, the present invention relates to a process for oxidizing propane to produce acrylic acid in the presence of a catalyst according to the present invention, comprising the steps in which

i) сырьевой поток газов, содержащий пропан, водяной пар и окисляющий агент подают в реактор в реакционную зону окисления пропана, в которой находится гранулированный катализатор окисления согласно настоящему изобретению;i) a feed gas stream containing propane, steam and an oxidizing agent is fed into a reactor in a propane oxidation reaction zone containing a granular oxidation catalyst according to the present invention;

ii) полученную на выходе из реакционной зоны окисления пропана газовую смесь, содержащую акриловую кислоту, непрореагировавшие пропан и пропилен, оксиды углерода подают на стадию разделения жидких и газообразных продуктов с последующим выделением акриловой кислоты.ii) the gas mixture obtained at the exit from the propane oxidation reaction zone, containing acrylic acid, unreacted propane and propylene, carbon oxides, is fed to the stage of separation of liquid and gaseous products, followed by isolation of acrylic acid.

Описание чертежаDrawing Description

На чертеже схематично представлена последовательность стадий получения гранулированного ка- 4 040962 тализатора.The drawing schematically shows the sequence of stages for obtaining a granular catalyst.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Далее приводится подробное описание различных аспектов и вариантов реализации настоящего изобретения.The following is a detailed description of various aspects and embodiments of the present invention.

Предлагаемый согласно настоящему изобретению способ получения гранулированного катализатора на основе оксидов переходных металлов включает следующие стадии (чертеж):Proposed according to the present invention, the method for obtaining a granular catalyst based on oxides of transition metals includes the following stages (drawing):

a) получение сухого прекурсора катализатора, содержащего по меньшей мере одно соединение каждого из элементов из группы, состоящей из молибдена (Мо), ванадия (V), теллура (Те) и/или сурьмы (Sb), а также ниобия (Nb) и/или тантала (Та), и необязательно дополнительно включающего одно или несколько соединений металлов, выбранных из группы, включающей висмут (Bi), германий (Ge), церий (Се), галий (Ga), кобальт (Со), железо (Fe) и никель (Ni) (далее - сухой прекурсор);a) obtaining a dry catalyst precursor containing at least one compound of each of the elements from the group consisting of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and/or antimony (Sb), and niobium (Nb) and /or tantalum (Ta), and optionally further comprising one or more metal compounds selected from the group consisting of bismuth (Bi), germanium (Ge), cerium (Ce), gallium (Ga), cobalt (Co), iron (Fe ) and nickel (Ni) (hereinafter referred to as the dry precursor);

b) формование полученного на стадии (а) сухого прекурсора с получением гранулированного катализатора.b) shaping the dry precursor obtained in step (a) to form a granular catalyst.

Способ отличается тем, что стадия формования с целью получения гранулированного катализатора включает следующие этапы:The method is characterized in that the molding step for the purpose of obtaining a granular catalyst includes the following steps:

b1) смешение сухого прекурсора, полученного на стадии (а) с тальком, взятым в количестве от 1 до 4 мас.%;b1) mixing the dry precursor obtained in step (a) with talc, taken in an amount of from 1 to 4 wt.%;

b2) формирование фракции катализатора с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм;b 2 ) formation of a catalyst fraction with a particle size of 0.25 to 0.5 mm;

b3) смешение полученной на этапе (b2) фракции катализатора с графитом, взятым в количестве от 0,5 до 3 мас.%;b 3 ) mixing obtained in step (b 2 ) fraction of the catalyst with graphite, taken in an amount of from 0.5 to 3 wt.%;

b4) прессование образованной на этапе (b3) композиции с получением гранулированного катализатора;b 4 ) pressing the composition formed in step (b 3 ) to obtain a granular catalyst;

b5) термическая обработка полученного на этапе (b4) гранулированного катализатора.b 5 ) heat treatment obtained in step (b 4 ) granular catalyst.

В соответствии с настоящим изобретением содержание талька и графита приведено в расчете на 100% композиции катализатора, содержащей сухой прекурсор катализатора и технологические добавки: тальк и технический углерод.In accordance with the present invention, the content of talc and graphite is given in terms of 100% of the catalyst composition containing a dry catalyst precursor and technological additives: talc and carbon black.

Стадия (а) в соответствии с настоящим изобретением включает получение прекурсора катализатора в виде сухих частиц, содержащего по меньшей мере одно соединение каждого из элементов из группы, состоящей из молибдена (Мо), ванадия (V), теллура (Те) и/или сурьмы (Sb), ниобия (Nb) и/или тантала (Та), и необязательно дополнительно включающего одно или несколько соединений металлов, выбранных из группы, включающей висмут (Bi), германий (Ge), церий (Се), галий (Ga), кобальт (Со), железо (Fe) и никель (Ni) (далее - сухой прекурсор). Для получения указанного сухого прекурсора может быть использован любой способ, известный из уровня техники. Например, указанный сухой прекурсор может быть получен осаждением одного или нескольких растворов, предпочтительно водных растворов, содержащих молибден, ванадий, ниобий и теллур, а также гидротермальным синтезом (WO 2006100128).Step (a) according to the present invention comprises providing a dry particle catalyst precursor containing at least one compound of each of the elements from the group consisting of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and/or antimony (Sb), niobium (Nb) and/or tantalum (Ta), and optionally further comprising one or more metal compounds selected from the group consisting of bismuth (Bi), germanium (Ge), cerium (Ce), gallium (Ga) , cobalt (Co), iron (Fe) and nickel (Ni) (hereinafter referred to as the dry precursor). To obtain the specified dry precursor can be used by any method known from the prior art. For example, said dry precursor can be obtained by precipitation of one or more solutions, preferably aqueous solutions containing molybdenum, vanadium, niobium and tellurium, as well as by hydrothermal synthesis (WO 2006100128).

В соответствии с настоящим изобретением стадия (а) получения сухого прекурсора многокомпонентного катализатора на основе оксидов переходных металлов включает следующие этапы:In accordance with the present invention, step (a) for preparing a dry precursor of a multi-component transition metal oxide catalyst includes the following steps:

a1) смешивание с водой по меньшей мере одного соединения каждого из элементов из группы, состоящей из Мо, V, Те и/или Sb, а также Nb и/или Та, и необязательно одного или нескольких металлов, выбранных из группы, включающей Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe и Ni, с получением водной суспензии переходных металлов;a 1 ) mixing with water at least one compound of each of the elements from the group consisting of Mo, V, Te and/or Sb, and Nb and/or Ta, and optionally one or more metals selected from the group consisting of Bi , Ge, Ce, Ga, Co, Fe and Ni, to obtain an aqueous suspension of transition metals;

a2) сушка водной суспензии переходных металлов для удаления растворителя с получением сухого прекурсора катализатора;a 2 ) drying the aqueous suspension of transition metals to remove the solvent to obtain a dry catalyst precursor;

а3) необязательно пропитка сухого прекурсора катализатора раствором модифицирующей добавки и последующая сушка с получением модифицированного сухого прекурсора катализатора.a3) optionally impregnating the dry catalyst precursor with a modifying additive solution and then drying to obtain a modified dry catalyst precursor.

Далее более подробно приводится описание получения сухого прекурсора катализатора: стадии (а), включающей этапы (а1-а3).The following describes in more detail the preparation of a dry catalyst precursor: step (a) including steps (a1-a 3 ).

На этапе (a1) осуществляют смешивание с водой по меньшей мере одного соединения каждого из элементов из группы, состоящей из Мо, V, Те и/или Sb, а также Nb и/или Та, и необязательно одного или нескольких металлов, выбранных из группы, включающей Bi, Ge, Се, Ga, Co, Fe и Ni, с получением водной суспензии переходных металлов.In step (a1), at least one compound of each of the elements from the group consisting of Mo, V, Te and/or Sb and Nb and/or Ta is mixed with water, and optionally one or more metals selected from the group , including Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe and Ni, to obtain an aqueous suspension of transition metals.

При этом с целью получения водной суспензии предпочтительным является предварительное получение двух водных растворов. Один из указанных растворов (раствор 1) содержит Мо, V, Те и/или Sb, а другой раствор (раствор 2) содержит Nb и/или Та и необязательно один или несколько металлов, выбранных из группы, включающей Bi, Ge, Се, Ga, Co, Fe и Ni. При этом раствор 1 получают путем добавления при постоянном перемешивании в дистиллированную воду по меньшей мере одного соединения эелементов Мо, V, Те и/или Sb при температуре от 80 до 100°С, предпочтительно от 50 до 90°С, после чего осуществляют дальнейшее охлаждение полученного раствора до комнатной температуры. Раствор 2 получают путем добавления при постоянном перемешивании в дистиллированную воду по меньшей мере одного соединения Nb и/или Та и, если необходимо, других соединений металлов, выбранных, например, из Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe и Ni, при этом указанный раствор 2 получают при температуре от 15 до 45°С,At the same time, in order to obtain an aqueous suspension, it is preferable to first obtain two aqueous solutions. One of these solutions (solution 1) contains Mo, V, Te and/or Sb, and the other solution (solution 2) contains Nb and/or Ta and optionally one or more metals selected from the group consisting of Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe and Ni. In this case, solution 1 is obtained by adding, with constant stirring, at least one compound of the elements Mo, V, Te and / or Sb to distilled water at a temperature of from 80 to 100 ° C, preferably from 50 to 90 ° C, after which further cooling is carried out the resulting solution to room temperature. Solution 2 is prepared by adding at least one Nb and/or Ta compound and, if necessary, other metal compounds selected, for example, from Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe and Ni, to distilled water with constant stirring, with this solution 2 is obtained at a temperature of from 15 to 45°C,

- 5 040962 предпочтительно от 20 до 35°С. Далее охлажденные до комнатной температуры раствор 1 и раствор 2 смешивают с использованием любого известного из уровня техники способа с получением суспензии, содержащей Мо, V, Те и/или Sb, Nb и/или Та и необязательно один или несколько металлов, выбранных из группы, включающей Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe и Ni. После смешения указанных растворов осуществляют выдерживание полученной суспензии при комнатной температуре в течение периода времени от 0,5 до 24 ч, предпочтительно от 1 до 10 ч.- 5 040962 preferably from 20 to 35°C. Next, solution 1 and solution 2 cooled to room temperature are mixed using any method known from the prior art to obtain a suspension containing Mo, V, Te and/or Sb, Nb and/or Ta and optionally one or more metals selected from the group, including Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe and Ni. After mixing these solutions, the resulting suspension is kept at room temperature for a period of time from 0.5 to 24 hours, preferably from 1 to 10 hours.

Предпочтительным в процессе получения водной суспензии является поддержание рН в диапазоне от 2,5 до 3,5, при котором в водной смеси образуется гетерополисоединение со структурой Андерсеновского типа (ГПА). При осуществлении последующих стадий получения сухого прекурсора происходит разложение указанных гетерополисоединений с формированием прекурсора в виде наноразмерных сухих частиц, характеризующихся М2 и M1 фазами.It is preferable in the process of obtaining an aqueous suspension to maintain a pH in the range from 2.5 to 3.5, at which an Andersen-type heteropoly compound (HPA) is formed in the aqueous mixture. During the subsequent stages of obtaining a dry precursor, these heteropolycompounds are decomposed with the formation of a precursor in the form of dry nanoparticles characterized by M2 and M1 phases.

Количество дистиллированной воды для растворения в ней соединений переходных металлов может варьироваться в зависимости от растворимости используемых исходных соединений. Таким образом, количество дистиллированной воды должно быть, по меньшей мере, достаточным для образования суспензии реагентов, представляющих собой смесь твердых и жидких веществ, которые можно перемешивать.The amount of distilled water to dissolve the transition metal compounds in it may vary depending on the solubility of the starting compounds used. Thus, the amount of distilled water must be at least sufficient to form a slurry of the reactants, which is a mixture of solids and liquids that can be stirred.

Перемешивание всех исходных компонентов для получения водной однородной суспензии может осуществляться любым известным из уровня техники способом с использованием перемешивающих устройств (Edward L. Paul, Victor Atiemo-Obeng, Suzanne M. Kresta, eds. (2003), Handbook of Industrial Mixing: Science and Practice). Охлаждение полученной суспензии до комнатной температуры также возможно любым известным способом, например, с использованием термостата.Mixing of all starting components to obtain an aqueous homogeneous suspension can be carried out by any method known in the art using mixing devices (Edward L. Paul, Victor Atiemo-Obeng, Suzanne M. Kresta, eds. (2003), Handbook of Industrial Mixing: Science and practices). Cooling the resulting suspension to room temperature is also possible by any known method, for example, using a thermostat.

Согласно настоящему изобретению в качестве исходных соединений переходных металлов предпочтительно используют соединения, которые в результате сушки (этап a2) образуют гетерополикислоту или ее соль. В частности, в качестве исходных соединений молибдена и ванадия используют водоростворимые соли, такие как бромид молибдена, диоксидибромид молибдена (VI), диоксидихлорид молибдена (VI), молибдат калия, молибдат кальция, молибдат магния, молибдат натрия и бромид ванадия, оксидифторид ванадия (IV), оксидибромид ванадия (IV), сульфат ванадия (II), хлорид ванадия (II), метаванадат калия, метаванадат натрия, метаванадат магния, предпочтительно парамолибдат аммония и метаванадат аммония. Исходным соединением теллура может быть теллуровая кислота, теллурат аммония или диоксид теллура. Исходным соединением сурьмы может быть сурьмяная кислота, стибат аммония и т.д.According to the present invention, as transition metal starting compounds, compounds are preferably used which, as a result of drying (step a 2 ), form a heteropoly acid or a salt thereof. In particular, water-soluble salts such as molybdenum bromide, molybdenum (VI) dioxide dibromide, molybdenum (VI) dioxide dichloride, potassium molybdate, calcium molybdate, magnesium molybdate, sodium molybdate and vanadium bromide, vanadium (IV) oxydifluoride ), vanadium(IV) oxydibromide, vanadium(II) sulfate, vanadium(II) chloride, potassium metavanadate, sodium metavanadate, magnesium metavanadate, preferably ammonium paramolybdate and ammonium metavanadate. The starting tellurium compound can be telluric acid, ammonium tellurate, or tellurium dioxide. The starting antimony compound can be antimony acid, ammonium stibate, etc.

Соединение ниобия и/или тантала используют в виде твердого вещества, смеси или дисперсии в подходящей среде. В качестве исходного соединения ниобия могут выступать ниобиевая кислота и оксалат ниобия. В качестве исходного соединения тантала можно использовать танталовую кислоту. В случае использования кислот предпочтительно осуществлять удаление кислых примесей, которыми данные кислоты могут быть загрязнены, путем промывания водным раствором аммиака и/или водой. Концентрацию соединения ниобия и/или тантала (в расчете на металл) в предварительном ниобийсодержащем и/или танталсодержащем водном растворе или водной смеси поддерживают в интервале 0.2-0.8 моль/кг раствора или смеси. Исходными соединениями висмута могут быть соответствующие азотнокислые соли. В качестве исходных соединений других переходных металлов, отличных от Мо, V, Те, Sb, Nb и Та, могут быть также использованы хлориды, сульфаты, нитраты, оксиды или ацетаты элементов переходных металлов.The niobium and/or tantalum compound is used as a solid, mixture or dispersion in a suitable medium. Niobium acid and niobium oxalate can serve as the initial niobium compound. Tantalic acid can be used as the starting tantalum compound. In the case of acids, it is preferable to carry out the removal of acidic impurities with which these acids may be contaminated by washing with an aqueous solution of ammonia and/or water. The concentration of the compound of niobium and/or tantalum (calculated as metal) in the preliminary niobium-containing and/or tantalum-containing aqueous solution or aqueous mixture is maintained in the range of 0.2-0.8 mol/kg of solution or mixture. The starting compounds of bismuth can be the corresponding nitrate salts. As starting compounds of other transition metals other than Mo, V, Te, Sb, Nb and Ta, chlorides, sulfates, nitrates, oxides or acetates of transition metal elements can also be used.

В одном из предпочтительных вариантов изобретения осуществляют модифицирование катализатора диоксидом кремния. Было обнаружено, что добавление золя диоксида кремния на стадии приготовления водной суспензии в количестве от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 10 до 25 мас.% приводит к улучшению каталитических свойств получаемого катализатора, что, в частности, может быть связано с увеличением удельной поверхности катализатора относительно немодифицированного катализатора. Для получения модифицированного диоксидом кремния катализатора добавление золя диоксида кремния осуществляют в любой момент приготовления водной суспензии, предпочтительно золь диоксида кремния добавляют в суспензию, полученную смешением растворов 1 и 2.In one preferred embodiment of the invention, the catalyst is modified with silica. It was found that the addition of a silica sol at the stage of preparation of an aqueous suspension in an amount of 5 to 50 wt.%, preferably from 10 to 25 wt.% leads to an improvement in the catalytic properties of the resulting catalyst, which, in particular, may be associated with an increase in specific catalyst surface relative to unmodified catalyst. To obtain a silica-modified catalyst, the addition of a silica sol is carried out at any time during the preparation of an aqueous suspension, preferably a silica sol is added to the suspension obtained by mixing solutions 1 and 2.

Далее на этапе (a2) осуществляют сушку водной суспензии переходных металлов для удаления растворителя с получением сухого остатка. Из известных из уровня техники способов (JP 2003053190, ЕР 0962253, JP 2006159190), таких как выпаривание, заморозка, ротационная, вакуумная или распылительная сушка, наиболее предпочтительным для выполнения задачи согласно настоящему изобретению является распылительная сушка. Распылительная сушка основана на распылении водной суспензии на горячую пластину или впрыскивании водной суспензии в поток газа-носителя, обычно воздуха, нагретого до температур от 100 до 300°С, с последующим отделением твердых частиц. При этом происходит быстрое удаление воды из суспензии, при котором сохраняется гетерополикислота, что при последующей термообработке позволяет получить более однородный по фазовому составу сухой прекурсор, чем при медленной сушке.Next, in step (a 2 ), the aqueous suspension of transition metals is dried to remove the solvent to obtain a dry residue. Of the methods known from the prior art (JP 2003053190, EP 0962253, JP 2006159190), such as evaporation, freezing, rotary, vacuum or spray drying, spray drying is the most preferred for the task of the present invention. Spray drying is based on spraying an aqueous slurry onto a hot plate or injecting an aqueous slurry into a carrier gas stream, typically air, heated to temperatures of 100 to 300° C., followed by separation of the solid particles. In this case, water is rapidly removed from the suspension, at which the heteropoly acid is retained, which, during subsequent heat treatment, makes it possible to obtain a dry precursor more homogeneous in phase composition than with slow drying.

Этап (а3). На этапе (аз) необязательно проводят пропитку сухого прекурсора катализатора раство- 6 040962 ром модифицирующей добавки, после чего осуществляют его сушку с получением модифицированного сухого прекурсора катализатора.Stage (a 3 ). In step (a), optionally, the dry catalyst precursor is impregnated with a solution of the modifying additive, followed by drying to form a modified dry catalyst precursor.

Известно, что превращение пропана в акриловую кислоту протекает через промежуточные стадии образования пропилена и акролеина. Каждая из этих стадий требует активных центров, определяемых кислотными свойствами образующегося продукта и окисляемого реагента. Повышение эффективности катализатора может быть достигнуто подавлением глубокого окисления промежуточных и целевых продуктов путем оптимизации кислотно-основных свойств активных центров. Одним из способов изменения кислотно-основных свойств является модифицирование катализатора добавками, отличающимися по электроотрицательности от катионов основной композиции.It is known that the conversion of propane to acrylic acid proceeds through intermediate stages of the formation of propylene and acrolein. Each of these steps requires active sites determined by the acidic properties of the resulting product and the oxidized reagent. An increase in catalyst efficiency can be achieved by suppressing deep oxidation of intermediate and target products by optimizing the acid-base properties of active sites. One way to change the acid-base properties is to modify the catalyst with additives that differ in electronegativity from the cations of the main composition.

С этой целью в соответствии с настоящим изобретением осуществляют постсинтетическое модифицирование сухого прекурсора промотирующей добавкой на основе по меньшей мере одного из соединений переходных металлов, выбранных, например, из группы: Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe, Ni, предпочтительно в качестве промотирующей добавки используют по меньшей мере одно соединения Се и/или Ge.To this end, in accordance with the present invention, a postsynthetic modification of a dry precursor is carried out with a promoting additive based on at least one of the transition metal compounds, selected, for example, from the group: Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe, Ni, preferably as promoting additives use at least one compound of Ce and/or Ge.

Предпочтительно до осуществления пропитки сухого прекурсора катализатора раствором модифицирующей добавки осуществлять прокаливание сухого прекурсора при температуре от 300 до 600°С.Preferably, prior to the impregnation of the dry catalyst precursor with the modifying agent solution, the dry precursor is calcined at a temperature of 300 to 600°C.

Пропитанный прекурсор катализатора подвергают сушке при температуре от 100 до 200°С, предпочтительно 120°С в течение промежутка времени от 10 до 20 ч с получением постмодифицированного сухого прекурсора катализатора.The impregnated catalyst precursor is dried at 100 to 200°C, preferably 120°C for 10 to 20 hours to obtain a post-modified dry catalyst precursor.

Таким образом, с помощью стадии (а), включающей этапы (a13), получают сухой прекурсор катализатора, который необязательно может быть модифицирован промотирующими добавками. Полученный сухой прекурсор может быть использован в качестве катализатора для газофазного каталитического окисления пропана. Однако, как уже было сказано ранее, для использования сухого прекурсора катализатора в промышленных процессах окисления пропана необходимо провести его формование с получением гранулированного катализатора на основе смешанных оксидов переходных металлов общего состава: Mo1VaBbCcXdOn, где X обозначает по меньшей мере один из элементов, выбранный из Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe и Ni; В представляет собой Те и/или Sb; С представляет собой Nb и/или Та; а, b, с, d - атомные соотношения металлов, где 0,006<а<1, 0,006<b<1, 0,001<c<0,5, 0<d<0,1, предпочтительно 0,25<а<0,35, 0,17<b<0,23, 0,10<с<0,14, 0<d<0,1; n определяется валентностью элементов, входящих в состав катализатора. При этом катализатор представленного выше состава необязательно может быть модифицирован золем диоксида кремния (SiO2) в количестве от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 10 до 25 мас.%.Thus, by means of step (a) comprising steps (a 1 -a 3 ), a dry catalyst precursor is obtained, which can optionally be modified with promoting additives. The obtained dry precursor can be used as a catalyst for gas-phase catalytic propane oxidation. However, as mentioned earlier, in order to use a dry catalyst precursor in industrial propane oxidation processes, it is necessary to mold it to obtain a granular catalyst based on mixed transition metal oxides of the general composition: Mo1V a BbC c X d On, where X denotes at least one from elements selected from Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe and Ni; B is Te and/or Sb; C is Nb and/or Ta; a, b, c, d - atomic ratios of metals, where 0.006<a<1, 0.006<b<1, 0.001<c<0.5, 0<d<0.1, preferably 0.25<a<0, 35, 0.17<b<0.23, 0.10<c<0.14, 0<d<0.1; n is determined by the valency of the elements that make up the catalyst. While the catalyst of the above composition may optionally be modified Sol silicon dioxide (SiO 2 ) in an amount of from 5 to 50 wt.%, preferably from 10 to 25 wt.%.

Согласно настоящему изобретению процесс формования представляет собой гранулирование, т.е. формирование твердых гранул катализатора определенных размеров и формы. Процесс основан на прессовании сухого прекурсора катализатора с использованием инертных технологических добавок (связующих) на специальном оборудовании. Процесс формования согласно настоящему изобретению происходит с возвратом мелких частиц катализатора на стадию прессования, и таким образом осуществляют ретурное гранулирование. При этом авторами было обнаружено, что использование комбинации талька и графита на разных этапах формования позволяет получить гранулированный катализатор без снижения его каталитических свойств, характеризующийся при этом высокой механической прочностью и стабильностью в условиях реакции.According to the present invention, the molding process is granulation, i.e. formation of solid catalyst granules of certain sizes and shapes. The process is based on the pressing of a dry catalyst precursor using inert technological additives (binders) on special equipment. The shaping process according to the present invention is carried out with the return of fine catalyst particles to the pressing stage, and thus recycle granulation is carried out. At the same time, the authors found that the use of a combination of talc and graphite at different stages of molding makes it possible to obtain a granular catalyst without reducing its catalytic properties, while being characterized by high mechanical strength and stability under reaction conditions.

Под термином каталитические свойства катализатора в отношении реакции окисления в соответствии с настоящим изобретением понимают следующие показатели:The term catalytic properties of the catalyst in relation to the oxidation reaction in accordance with the present invention means the following indicators:

конверсия (степень превращения) - количество прореагировавшего реагента, отнесенное к его исходному количеству;conversion (degree of conversion) - the amount of the reacted reagent, referred to its initial amount;

селективность - характеризуется отношением скорости образования целевого продукта к общей скорости превращения исходного вещества при определенных составе реакционной смеси и температуре.selectivity - characterized by the ratio of the rate of formation of the target product to the total rate of conversion of the starting substance at a certain composition of the reaction mixture and temperature.

В соответствии с данным аспектом настоящего изобретения после получения на стадии (а) сухого прекурсора осуществляют стадию его формования (стадия b), которая включает следующие этапы:In accordance with this aspect of the present invention, after obtaining the dry precursor in step (a), the step of shaping it (step b) is carried out, which includes the following steps:

b1) смешение сухого прекурсора, полученного на стадии (а), с тальком, взятым в количестве от 1 до 4 мас.%;b1) mixing the dry precursor obtained in step (a) with talc, taken in an amount of from 1 to 4 wt.%;

b2) формирование фракции катализатора с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм;b2) formation of a catalyst fraction with a particle size of 0.25 to 0.5 mm;

b3) смешение полученной на этапе (b2) фракции катализатора с графитом, взятым в количестве от 0,5 до 3 мас.%;b 3 ) mixing obtained in step (b 2 ) fraction of the catalyst with graphite, taken in an amount of from 0.5 to 3 wt.%;

b4) прессование образованной на этапе (b3) композиции с получением гранулированного катализатора;b 4 ) pressing the composition formed in step (b 3 ) to obtain a granular catalyst;

b5) термическая обработка полученного на этапе (b4) гранулированного катализатора.b 5 ) heat treatment obtained in step (b 4 ) granular catalyst.

Далее более подробно приводится описание формования сухого прекурсора катализатора: стадии (b), включающей этапы (b1-b5).The following describes in more detail the formation of a dry catalyst precursor: step (b) comprising steps (b 1 -b 5 ).

Этап (b1). Полученный на стадии (а) сухой прекурсор катализатора смешивают с тальком при необходимости с использованием любого смесительного оборудования, известного из уровня техники (Chemical Technology, F.A. Henglein, p. 49-58). Тальк в соответствии с изобретением используют в количестве отStage (b1). The dry catalyst precursor obtained in step (a) is mixed with talc, if necessary, using any mixing equipment known in the art (Chemical Technology, F.A. Henglein, p. 49-58). Talc according to the invention is used in an amount of

- 7 040962 до 4 мас.%, предпочтительно 2 мас.%.- 7 040962 up to 4 wt.%, preferably 2 wt.%.

В качестве талька в настоящем изобретении используют любой известный минерал подкласса слоистых силикатов общей формулы Mg3[Si4O10](OH)2, где магний замещен Fe, Ni, Al, Cr. Предпочтительно использовать тальк, измельченный в порошок с преобладающим размером частиц не более 12 мкм, предпочтительно не более 8 мкм. Кроме того, тальк используемый в настоящем изобретении характеризуется содержанием воды (влаги) в количестве менее 0,5 мас.%.As talc in the present invention, any known mineral of the subclass of layered silicates of the general formula Mg 3 [Si 4 O 10 ](OH) 2 is used, where magnesium is substituted by Fe, Ni, Al, Cr. It is preferable to use talc powdered with a predominant particle size of not more than 12 µm, preferably not more than 8 µm. In addition, the talc used in the present invention has a water (moisture) content of less than 0.5 mass%.

Этап (b2). Согласно настоящему изобретению после этапа смешения сухого прекурсора с тальком, на этапе (b2) осуществляют формирование фракции катализатора с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм. С этой целью полученную на этапе (b1) смесь сухого прекурсора катализатора и талька прессуют с получением гранул или таблеток. Прессование осуществляют на гидравлическом прессе при давлении от 20 до 50 т/см2, предпочтительно 30 т/см2. Далее измельчением полученных таблеток получают фракцию с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм. Указанное измельчение проводят любым известным из уровня техники способом, например, с использованием зубчатого гранулятора. Оставшуюся при этом фракцию с размером частиц менее 0,25 мм добавляют в исходный сухой прекурсор, смешанный с тальком, и снова подвергают уплотнению.Stage (b 2 ). According to the present invention, after the step of mixing the dry precursor with talc, in step (b 2 ), a catalyst fraction with a particle size of 0.25 to 0.5 mm is formed. To this end, the mixture of dry catalyst precursor and talc obtained in step (b 1 ) is compressed into granules or tablets. The pressing is carried out in a hydraulic press at a pressure of 20 to 50 t/cm 2 , preferably 30 t/cm 2 . Further, by grinding the obtained tablets, a fraction with a particle size of 0.25 to 0.5 mm is obtained. This grinding is carried out by any method known from the prior art, for example, using a toothed granulator. The remaining fraction with a particle size of less than 0.25 mm is added to the original dry precursor mixed with talc, and again subjected to compaction.

В соответствии с настоящим изобретением этапы (b3) и (b4) относятся к формированию гранул катализатора определенного размера и формы посредством пресования полученной на этапе (b2) фракции с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм.In accordance with the present invention, steps (b 3 ) and (b 4 ) refer to the formation of catalyst granules of a certain size and shape by pressing the fraction obtained in step (b 2 ) with a particle size of 0.25 to 0.5 mm.

Этап (b3). Полученную на этапе (b2) фракцию катализатора с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм смешивают с добавкой, в качестве которой используют графит. Графит в соответствии с настоящим используют в количестве от 0,5 до 3 мас.%, предпочтительно 1 мас.%. Размер частиц графита предпочтительно составляет от 2 до 25 мкм. При выборе графита для использования согласно изобретению предпочтительно также учитывать такие показатели, как зольность - содержание в процентах негорючего остатка, который создается при полном сгорании, а также наличие влаги - массовое содержание воды. Предпочтительно использовать графит с зольностью не более чем от 13 до 25 мас.%, предпочтительно не более 18 мас.%, а также содержанием воды в количестве менее 1 мас.%.Stage (b 3 ). Obtained in step (b 2 ) fraction of the catalyst with a particle size of 0.25 to 0.5 mm is mixed with an additive, which is used as graphite. Graphite according to the present is used in an amount of from 0.5 to 3 wt.%, preferably 1 wt.%. The graphite particle size is preferably 2 to 25 µm. When choosing graphite for use according to the invention, it is also preferable to take into account indicators such as ash content - the percentage of non-combustible residue that is created during complete combustion, as well as the presence of moisture - the mass content of water. It is preferable to use graphite with an ash content of not more than 13 to 25 wt.%, preferably not more than 18 wt.%, and a water content of less than 1 wt.%.

На этапе (b4) осуществляют прессование образованной на этапе (b3) композиции с получением гранулированного катализатора требуемой формы и размера, обладающего достаточной механической прочностью. Оптимальными размером и формой катализатора являются такие, которые позволяют с минимальными затратами на реактор достигнуть заданную производительность и минимизировать гидравлическое сопротивление. Для проведения реакции селективного окисления пропана может быть использован катализатор в виде гранул с формой, выбранной из сферической, цилиндрической, колец, и их комбинаций. Предпочтительным в процессе окисления пропана является использование гранул цилиндрической формы.In step (b 4 ), the composition formed in step (b 3 ) is pressed to obtain a granular catalyst of the desired shape and size, having sufficient mechanical strength. The optimal size and shape of the catalyst are those that make it possible to achieve the desired productivity and minimize the hydraulic resistance with minimal costs for the reactor. To carry out the propane selective oxidation reaction, a catalyst in the form of granules with a shape selected from spherical, cylindrical, rings, and combinations thereof can be used. It is preferable to use cylindrical pellets in the propane oxidation process.

Этап (b5). Полученные на этапе (b4) гранулы катализатора подвергают термической обработке с получением прокаленного гранулированного катализатора. Термическую обработку гранул катализатора предпочтительно проводят прокаливанием при температуре от 300 до 600°С. В соответствии с настоящим изобретением, где в тех случаях, когда в составе многокомпонентного катализатора дополнительно содержится теллур, с целью минимизации его потерь предпочтительно осуществлять прокаливание гранул катализатора в токе воздуха при температуре от 275 до 350°С, более предпочтительно 310°С в течение промежутка времени от 10 до 20 мин. Затем следует осуществить прокаливание катализатора в токе инертного газа (азот, аргон, гелий) или в токе воздуха с инертным газом, или в вакууме, или без доступа воздуха при температуре 600°С в течение промежутка времени от 1,5 до 3 ч, предпочтительно 2 ч.Stage (b 5 ). The catalyst granules obtained in step (b 4 ) are subjected to heat treatment to obtain a calcined granular catalyst. The heat treatment of the catalyst granules is preferably carried out by calcination at a temperature of 300 to 600°C. In accordance with the present invention, where in cases where tellurium is additionally contained in the composition of the multi-component catalyst, in order to minimize its losses, it is preferable to carry out the calcination of the catalyst pellets in a stream of air at a temperature of from 275 to 350°C, more preferably 310°C for a period time from 10 to 20 min. Then, the catalyst should be calcined in a stream of inert gas (nitrogen, argon, helium) or in a stream of air with an inert gas, or in vacuum, or without air at a temperature of 600 ° C for a period of time from 1.5 to 3 hours, preferably 2 hours

В процессе указанной высокотемпературной термической обработки формируется окончательный фазовый и химический состав катализатора согласно еще одному аспекту заявленного изобретения: Mo1VaBbCcXdOn, где X обозначает по меньшей мере один из элементов, выбранный из Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe и Ni; В представляет собой Те и/или Sb; С представляет собой Nb и/или Та; а, b, с, d - атомные соотношения металлов, где 0,006<а<1, 0,006<b<1, 0,001<c<0,5, 0<d<0,1, предпочтительно 0,1<а<0,5, 0,1<b<0,5, 0,001<с<0,5, 0<d<0,05, наиболее предпочтительно 0,25<а<0,35, 0,17<b<0,23, 0,10<c<0,14, 0<d<0,1; n - определяется валентностью элементов, входящих в состав катализатора, который также необязательно может быть модифицирован золем диоксида кремния в количестве от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 10 до 25 мас.%.During said high temperature heat treatment, the final phase and chemical composition of the catalyst according to another aspect of the claimed invention is formed: Mo 1 V a B b C c X d O n , where X is at least one of the elements selected from Bi, Ge, Ce , Ga, Co, Fe and Ni; B is Te and/or Sb; C is Nb and/or Ta; a, b, c, d - atomic ratios of metals, where 0.006<a<1, 0.006<b<1, 0.001<c<0.5, 0<d<0.1, preferably 0.1<a<0, 5, 0.1<b<0.5, 0.001<c<0.5, 0<d<0.05, most preferably 0.25<a<0.35, 0.17<b<0.23, 0.10<c<0.14, 0<d<0.1; n - is determined by the valency of the elements that make up the catalyst, which can also be optionally modified with a silica sol in an amount of from 5 to 50 wt.%, preferably from 10 to 25 wt.%.

Полученный в соответствии с настоящим изобретением катализатор предпочтительно характеризуется наличием 2-х кристаллических фаз с наиболее характеристическими пиками при 2θ, равных 6,6, 7,9, 9,0, 22,1, 27,2° (фаза M1), и при 2θ, равных 22,1, 28,2, 36,1, 45,1, 50,0° (фаза М2), где 2θ - дифракционный угол падения рентгеновского луча. Также предпочтительным является обеспечение в катализаторе соотношения М1/М2 приблизительно равным 9/1, что позволит увеличить селективность процесса за счет того, что активация пропана протекает на фазе M1, в то время как фаза М2 обеспечивает окисление пропилена до АК. Также предпочтительными являются те случаи, в которых катализатор преимущественно обогащен активной фазой M1, в то время как содержание фазы М2 находится в диапазоне от 2,2 до 20%.The catalyst obtained in accordance with the present invention is preferably characterized by the presence of 2 crystalline phases with the most characteristic peaks at 2θ equal to 6.6, 7.9, 9.0, 22.1, 27.2° (phase M1), and at 2θ equal to 22.1, 28.2, 36.1, 45.1, 50.0° (M2 phase), where 2θ is the diffraction angle of incidence of the x-ray beam. It is also preferable to ensure that the M1/M2 ratio in the catalyst is approximately equal to 9/1, which will increase the selectivity of the process due to the fact that propane activation occurs in the M1 phase, while the M2 phase provides the oxidation of propylene to AA. Also preferred are those cases in which the catalyst is predominantly enriched in the active phase M1, while the content of the phase M2 is in the range from 2.2 to 20%.

- 8 040962- 8 040962

В катализаторах состава MoVTeNbGa, MoVTeNbNi, MoVTeNbSe также дополнительно присутствует активная фаза VMoO5.The catalysts of the composition MoVTeNbGa, MoVTeNbNi, MoVTeNbSe also additionally contain the active phase VMoO 5 .

Удельная поверхность гранулированного катализатора предпочтительно составляет от 2 до 12 м2/г, предпочтительно от 5 до 7 м2/г.The specific surface area of the granular catalyst is preferably 2 to 12 m 2 /g, preferably 5 to 7 m 2 /g.

Гранулированный катализатор, полученный любым из описанных выше способов, используют в процессах газофазного окисления алканов, в частности в процессе окисления пропана с целью получения акриловой кислоты, который также является одним из аспектов настоящего изобретения.The granular catalyst obtained by any of the methods described above is used in gas phase alkane oxidation processes, in particular in the propane oxidation process to produce acrylic acid, which is also one aspect of the present invention.

Способ получения акриловой кислоты окислением пропана в присутствии полученного в соответствии с настоящим изобретением гранулированного катализатора включает следующие стадии, на которыхThe method for producing acrylic acid by oxidizing propane in the presence of a granular catalyst obtained in accordance with the present invention includes the following stages, in which

i) сырьевой поток газов, содержащий пропан, водяной пар и окисляющий агент подают в реакционную зону окисления пропана в реакторе, в которой находится гранулированный катализатор окисления пропана в акриловую кислоту;i) a feed gas stream containing propane, steam and an oxidizing agent is fed into a propane oxidation reaction zone in the reactor, which contains a granular catalyst for the oxidation of propane to acrylic acid;

ii) полученную на выходе из реакционной зоны окисления пропана газовую смесь, содержащую акриловую кислоту, непрореагировавшие пропан и пропилен, оксиды углерода, а также необязательно незначительные количества акролеина и уксусной кислоты подают на стадию разделения жидких и газообразных продуктов с последующим выделением акриловой кислоты.ii) the gas mixture obtained at the exit from the propane oxidation reaction zone, containing acrylic acid, unreacted propane and propylene, carbon oxides, and optionally minor amounts of acrolein and acetic acid, is fed to the stage of separation of liquid and gaseous products with subsequent isolation of acrylic acid.

Способ получения может включать стадию рециркуляции непрореагировавших пропана и/или пропилена в реакционную зону. В этом случае от газовой смеси, выходящей из реакционной зоны окисления пропана, отделяют целевой продукт, а оставшийся в этой газовой смеси непрореагировавший пропан, как правило, совместно с содержащимся в ней непрореагировавшим пропиленом, рециркулируют на стадию окисления.The production process may include the step of recycling unreacted propane and/or propylene to the reaction zone. In this case, the target product is separated from the gas mixture leaving the propane oxidation reaction zone, and the unreacted propane remaining in this gas mixture, as a rule, together with the unreacted propylene contained in it, is recycled to the oxidation stage.

В качестве окисляющего агента согласно изобретению можно использовать молекулярный кислород, который добавляют к реакционной газовой смеси, например, в чистом виде или в смеси с газами, в основном инертными.As an oxidizing agent according to the invention, molecular oxygen can be used, which is added to the reaction gas mixture, for example, in pure form or in mixture with gases, mostly inert.

Поскольку процесс получения акриловой кислоты сопровождается большим выделением тепла, исходное углеводородное сырье, подаваемое в реакционную зону, предпочтительно разбавляют газом, который, благодаря своей теплоемкости, способен поглощать выделяющееся в процессе реакции тепло. В качестве такого газа используют, по меньшей мере, один газообразный инертный разбавитель, выбранный из N2, H2O, СО2, Не, Ar, насыщенных C15-углеводородов (например, согласно DE-A1924431 и ЕР-А293224 и т.п.).Since the process of obtaining acrylic acid is accompanied by a large release of heat, the hydrocarbon feedstock supplied to the reaction zone is preferably diluted with a gas, which, due to its heat capacity, is able to absorb the heat released during the reaction. As such a gas, at least one gaseous inert diluent is used, selected from N 2 , H2O, CO 2 , He, Ar, saturated C 1 -C 5 hydrocarbons (for example, according to DE-A1924431 and EP-A293224, etc. .P.).

Процесс окисления пропана с целью получения акриловой кислоты предпочтительно осуществляют при температуре от 320 до 420°С, особо предпочтительно от 350 до 390°С. Рабочее давление процесса предпочтительно составляет от 0,5 до 5 бар, особо предпочтительно от 1 до 3 бар.The propane oxidation process to produce acrylic acid is preferably carried out at a temperature of 320 to 420°C, particularly preferably 350 to 390°C. The operating pressure of the process is preferably 0.5 to 5 bar, particularly preferably 1 to 3 bar.

Окисление пропана можно осуществлять в реакторе в присутствии стационарного слоя гранулированного катализатора. С целью увеличения выхода акриловой кислоты окисление пропана предпочтительно проводят не в одном реакторе, а в двух или более последовательно или параллельно соединенных реакторах.Propane oxidation can be carried out in a reactor in the presence of a fixed bed of granular catalyst. In order to increase the yield of acrylic acid, the oxidation of propane is preferably carried out not in one reactor, but in two or more reactors connected in series or in parallel.

Согласно изобретению каталитическое окисление в паровой фазе можно осуществлять в трубчатом реакторе. Проведение процессов окисления в трубчатых реакторах позволяет регулировать температуру реакции за счет эффективного отвода значительного количества тепла, выделяющегося при реакции каталитического окисления в паровой фазе, в которой окисляемое вещество контактирует с молекулярным кислородом в присутствии твердого катализатора. Такой способ предохраняет катализатор от разрушения, возникающего вследствие местного перегрева каталитического слоя (образование горячих точек).According to the invention, the catalytic vapor phase oxidation can be carried out in a tubular reactor. Carrying out oxidation processes in tubular reactors makes it possible to control the reaction temperature due to the effective removal of a significant amount of heat released during the catalytic oxidation reaction in the vapor phase, in which the oxidizable substance is in contact with molecular oxygen in the presence of a solid catalyst. This method protects the catalyst from destruction resulting from local overheating of the catalytic layer (formation of hot spots).

Данное изобретение более конкретно описано со ссылкой на приведенные ниже примеры. Эти примеры приведены только для иллюстрации настоящего изобретения и не ограничивают его.The present invention is more specifically described with reference to the following examples. These examples are provided only to illustrate the present invention and do not limit it.

Примеры осуществления изобретенияEXAMPLES OF CARRYING OUT THE INVENTION

Пример 1. Получение сухого прекурсора Mo1V0.3Te0.23Nb0.12+10% SiO2.Example 1. Obtaining dry precursor Mo1V 0 . 3 Te 0 . 23 Nb 0 . 12 +10% SiO 2 .

В 100 мл дистиллированной воды при температуре 80°С и интенсивном перемешивании растворяют 17,7 г парамолибдата аммония, 5,28 г теллуровой кислоты и 3,51 г метаванадата аммония (раствор I). К охлажденному раствору I добавляют 19,8 мл раствора оксалата ниобия, в котором концентрация Nb составляет 56,3 мг Nb/мл. В полученный раствор также добавляют золь SiO2 в количестве 10 мас.%. Из полученного таким образом влажного прекурсора - ярко оранжевого геля - удаляют воду с использованием лабораторной распылительной сушилки. Полученный сухой прекурсор катионного состава Mo1V0.3Te0.23Nb0.12, модифицированный SiO2 в количестве 10 мас.%, далее используют для получения гранулированного катализатора.17.7 g of ammonium paramolybdate, 5.28 g of telluric acid and 3.51 g of ammonium metavanadate (solution I) are dissolved in 100 ml of distilled water at a temperature of 80°C with vigorous stirring. To the cooled solution of I is added 19.8 ml of a niobium oxalate solution in which the Nb concentration is 56.3 mg Nb/ml. In the resulting solution is also added Sol SiO 2 in the amount of 10 wt.%. The wet precursor thus obtained, a bright orange gel, was dehydrated using a laboratory spray dryer. The resulting dry precursor of the cationic composition Mo1V0.3Te0.23Nb0.12, modified with SiO 2 in an amount of 10 wt.%, is then used to obtain a granular catalyst.

Пример 2. Получение сухого прекурсора Mo1V0.25Te0.17Nb0.1+10% SiO2.Example 2. Obtaining dry precursor Mo1V 0 . 25Te0 . 17 Nb 0.1 +10% SiO 2 .

В 100 мл дистиллированной воды при температуре 80°С и интенсивном перемешивании растворяют 17,7 г парамолибдата аммония, 3,90 г теллуровой кислоты и 2,925 г метаванадата аммония (раствор I). К охлажденному раствору I добавляют 16,5 мл раствора оксалата ниобия, в котором концентрация Nb составляет 56,3 мг Nb/мл. В полученный раствор также добавляют золь SiO2 в количестве 10 мас.%. Из по- 9 040962 лученного таким образом влажного прекурсора - ярко оранжевого геля - удаляют воду с использованием лабораторной распылительной сушилки. Полученный сухой прекурсор катионного состава17.7 g of ammonium paramolybdate, 3.90 g of telluric acid and 2.925 g of ammonium metavanadate (solution I) are dissolved in 100 ml of distilled water at a temperature of 80°C with vigorous stirring. To the cooled solution of I is added 16.5 ml of a niobium oxalate solution in which the Nb concentration is 56.3 mg Nb/ml. In the resulting solution is also added Sol SiO 2 in the amount of 10 wt.%. The wet precursor thus obtained, a bright orange gel, was dewatered using a laboratory spray dryer. The obtained dry precursor of cationic composition

Mo1V0.25Te0.17Nb0.1, модифицированный SiO2 в количестве 10 мас.%, далее используют для получения гранулированного катализатора.Mo 1 V 0 . 25Te0 . 17 Nb 0 . 1 modified with SiO 2 in the amount of 10 wt.%, then used to obtain a granular catalyst.

Пример 3. Получение сухого прекурсора Mo1V0.35Te0.23Nb0.14+10% SiO2.Example 3. Obtaining dry precursor Mo 1 V 0 . 35Te0 . 23 Nb 0 . 14 +10% SiO 2 .

В 100 мл дистиллированной воды при температуре 80°С и интенсивном перемешивании растворяют 17,7 г парамолибдата аммония, 3,90 г теллуровой кислоты и 4,095 г метаванадата аммония (раствор I). К охлажденному раствору I добавляют 23,1 мл раствора оксалата ниобия, в котором концентрация Nb составляет 56,3 мг Nb/мл. В полученный раствор также добавляют золь SiO2 в количестве 10 мас.%. Из полученного таким образом влажного прекурсора - ярко оранжевого геля - удаляют воду с использованием лабораторной распылительной сушилки. Полученный сухой прекурсор катионного состава Mo1V0.35Te0.23Nb0.14, модифицированный SiO2 в количестве 10 мас.%, далее используют для получения гранулированного катализатора.17.7 g of ammonium paramolybdate, 3.90 g of telluric acid and 4.095 g of ammonium metavanadate (solution I) are dissolved in 100 ml of distilled water at a temperature of 80°C with vigorous stirring. To the cooled solution of I is added 23.1 ml of a niobium oxalate solution in which the Nb concentration is 56.3 mg Nb/ml. In the resulting solution is also added Sol SiO 2 in the amount of 10 wt.%. The wet precursor thus obtained, a bright orange gel, was dehydrated using a laboratory spray dryer. The obtained dry precursor of the cationic composition Mo1V 0 . 35Te0 . 23 Nb 0 . 14 , modified with SiO 2 in an amount of 10 wt.%, is further used to obtain a granular catalyst.

Пример 4. Получение сухого прекурсора Mo1V0.3Te0.23Nb0.12Bi0.02+10% SiO2.Example 4. Obtaining dry precursor Mo1V 0 . 3 Te 0 . 23 Nb 0 . 12 Bi 0 . 02 +10% SiO2 .

Аналогичен примеру 1 с тем исключением, что содержит модифицирующую добавку висмута. Содержание висмута 0,02 мол.% по отношению к молибдену.Similar to example 1 with the exception that it contains a modifying additive of bismuth. The content of bismuth is 0.02 mol.% with respect to molybdenum.

Пример 5. Получение сухого прекурсора Mo1V0.3Sb0.23Ta0.12.Example 5. Obtaining dry precursor Mo1V0.3Sb0.23Ta0.12.

В 100 мл дистиллированной воды при температуре 80°С и интенсивном перемешивании растворяют 17,7 г парамолибдата аммония, 3,93 г сурьмяной кислоты и 3,51 г метаванадата аммония (раствор I). К охлажденному раствору I добавляют 19,8 мл раствора свежеприготовленой танталовой кислоты из хлорида тантала, в котором концентрация Та составляет 109,6 мг Та/мл. Из полученного таким образом влажного прекурсора удаляют воду с использованием лабораторной распылительной сушилки. Полученный сухой прекурсор катионного состава Mo1V0.3Sb0.23Ta0.12 далее используют для получения гранулированного катализатора.In 100 ml of distilled water at a temperature of 80°C and vigorous stirring dissolve 17.7 g of ammonium paramolybdate, 3.93 g of antimony acid and 3.51 g of ammonium metavanadate (solution I). To the cooled solution of I is added 19.8 ml of a solution of freshly prepared tantalic acid from tantalum chloride, in which the concentration of Ta is 109.6 mg Ta/ml. Water is removed from the wet precursor thus obtained using a laboratory spray dryer. The obtained dry precursor of the cationic composition Mo1V 0 . 3 Sb 0 . 23 Ta 0 . 12 is further used to produce a granular catalyst.

Пример 6. Формование катализатора с использованием технологических добавок на этапе получения гранулята (добавка 1).Example 6 Formation of a catalyst using processing aids at the stage of granulate production (additive 1).

С целью исследования влияния технологических добавок в процессе формования на каталитические свойства катализаторов были испытаны добавки различной природы: графит, стеарат натрия, крахмал, тальк.In order to study the effect of technological additives in the molding process on the catalytic properties of catalysts, additives of various nature were tested: graphite, sodium stearate, starch, and talc.

Для этого сухой порошок прекурсора, полученный по примеру 1-5, смешивают с технологической добавкой (добавка 1). Далее полученную смесь прессуют на гидравлическом прессе при давлении 30 т/см2 с получением гранул в виде таблеток диаметром 50 мм и высотой 8-10 мм. Из полученных таблеток на зубчатом грануляторе получают фракцию с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм (далее гранулят). Оставшуюся фракцию с размером частиц менее 0,25 мм, добавляют к исходному сухому прекурсору, смешанному с добавкой 1, и снова прессуют на гидравлическом прессе.For this dry powder precursor, obtained in example 1-5, is mixed with a processing aid (additive 1). Next, the resulting mixture is pressed on a hydraulic press at a pressure of 30 t/cm 2 to obtain granules in the form of tablets with a diameter of 50 mm and a height of 8-10 mm. From the obtained tablets on a toothed granulator, a fraction with a particle size of 0.25 to 0.5 mm (hereinafter granulate) is obtained. The remaining fraction with a particle size of less than 0.25 mm is added to the original dry precursor, mixed with additive 1, and again pressed on a hydraulic press.

С целью получения гранулированного катализатора полученную выше фракцию (гранулят) далее прессуют. Однако использование добавок только на стадии получения гранулята приводит к невозможности сформировать гранулы катализатора нужной формы вследствие их полного разрушения во время уплотнения.In order to obtain a granular catalyst, the fraction (granulate) obtained above is further pressed. However, the use of additives only at the stage of obtaining a granulate leads to the impossibility of forming catalyst granules of the desired shape due to their complete destruction during compaction.

Таким образом, для установления влияния добавок на каталитические свойства был испытан прокаленный гранулят, представляющий собой смешанную с добавкой фракцию катализатора с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм.Thus, in order to establish the effect of additives on catalytic properties, calcined granulate was tested, which is a fraction of a catalyst mixed with an additive with a particle size of 0.25 to 0.5 mm.

Каталитические свойства полученных образцов, представлены в табл. 2-6.The catalytic properties of the obtained samples are presented in table. 2-6.

Пример 7. Формование катализатора с использованием технологических добавок на этапе получения гранулята и на этапе прессования (таблетирования) (добавка 1+добавка 2).Example 7. Formation of a catalyst using technological additives at the stage of obtaining a granulate and at the stage of pressing (tabletting) (additive 1+additive 2).

Получение гранулированного катализатора осуществляли аналогично примеру 6 за исключением того, что гранулят дополнительно смешивали с технологической добавкой (добавка 2), после чего указанную смесь прессовали (таблетировали) в виде цилиндрических гранул кольцеобразной формы с внешним диаметром 5 мм, толщиной стенки 1,5 мм и высотой 5 мм на таблетпрессе Courtoy R-53 UE.The preparation of a granulated catalyst was carried out analogously to example 6, except that the granulate was additionally mixed with a technological additive (additive 2), after which the mixture was pressed (tabletted) in the form of cylindrical ring-shaped granules with an outer diameter of 5 mm, a wall thickness of 1.5 mm and 5 mm high on a Courtoy R-53 UE tablet press.

Полученные гранулы катализатора затем прокаливали в две стадии: низкотемпературная (280-320°С) в атмосфере воздуха и высокотемпературная (550-570°С) в токе инертного газа.The resulting catalyst granules were then calcined in two stages: low temperature (280–320°C) in air and high temperature (550–570°C) in an inert gas flow.

В качестве добавки 1 и добавки 2 были испытаны графит, тальк, а также их комбинации с различным массовым соотношением.Graphite, talc, as well as their combinations with different mass ratios were tested as additive 1 and additive 2.

Каталитические свойства полученных образцов, представлены в табл. 7.The catalytic properties of the obtained samples are presented in table. 7.

Пример 8. Процесс окисления пропана в акриловую кислоту.Example 8 Propane Oxidation to Acrylic Acid.

Каталитические свойства катализаторов определяли в реакции окисления пропана в лабораторной проточной установке при температуре 380°С. Для этого через катализаторы, полученные по примеру 7, пропускали реакционную смесь состава:The catalytic properties of the catalysts were determined in the reaction of propane oxidation in a laboratory flow unit at a temperature of 380°C. To do this, the reaction mixture of the composition was passed through the catalysts obtained in example 7:

пропан (C3H8) - 5 об.%;propane (C3H8) - 5 vol%;

окисляющий агент (воздух) - 65 об.%;oxidizing agent (air) - 65 vol.%;

водяной пар - 30 об.%.water vapor - 30 vol.%.

- 10 040962- 10 040962

В качестве образца сравнения был взят сухой прекурсор, полученный по примеру 1, который перед использованием в процессе окисления подвергли прокаливанию в две стадии: низкотемпературная (280-320°С) в атмосфере воздуха и высокотемпературная (550-570°С) в токе инертного газа.As a reference sample, a dry precursor obtained according to example 1 was taken, which, before being used in the oxidation process, was calcined in two stages: low-temperature (280-320°C) in an air atmosphere and high-temperature (550-570°C) in an inert gas flow .

Результаты испытаний продемонстрированы в табл. 2-7.The test results are shown in table. 2-7.

Таблица 2table 2

Каталитические свойства катализаторов (на основе сухого прекурсора по примеру 1), полученных по примеру 6Catalytic properties of catalysts (based on dry precursor according to example 1) obtained according to example 6

No. Т ехнологическая добавка (добавка-1) - мае. % Technological additive (additive-1) - May. % Время контакта: τ, с Contact time: τ, s Конверсия: X, % Conversion: X, % Селективность, % Selectivity, % С3Н4О2 (акриловая кислота) С3Н4О2 (acrylic acid) СзНб (пропилен) SzNb (propylene) C3H4O (акролеин) C3H4O (acrolein) С2Н4О2 (уксусная кислота) С2Н4О2 (acetic acid) СОх (оксид углерода) COx (carbon monoxide) 1 1 Исходный сухой прекурсор, полученный по примеру 1 (без тех.добавки) The original dry precursor obtained according to example 1 (without technical additives) 4,7 4.7 63,2 63.2 64,9 64.9 3,5 3.5 0,1 0.1 5,5 5.5 26,0 26.0 3,3 3.3 49,9 49.9 70,6 70.6 6,4 6.4 0,1 0.1 5,8 5.8 17,1 17.1 2,3 2.3 41,6 41.6 72,0 72.0 9,2 9.2 0,2 0.2 6,2 6.2 12,4 12.4 2 2 Тальк - 2% Talc - 2% 4,7 4.7 57,3 57.3 64,8 64.8 4,4 4.4 0,1 0.1 9,6 9.6 21,1 21.1 з,з h, h 43,4 43.4 68,9 68.9 7,9 7.9 0,1 0.1 7,3 7.3 15,8 15.8 2,3 2.3 34,9 34.9 71,0 71.0 12,0 12.0 0,2 0.2 6,2 6.2 И,1 I,1 3 3 Крахмал - 2% Starch - 2% 4,7 4.7 59,9 59.9 32,0 32.0 3,7 3.7 0,1 0.1 10,5 10.5 53,6 53.6 з,з h, h 45,2 45.2 33,7 33.7 6,9 6.9 0,2 0.2 13,8 13.8 48,5 48.5 2,3 2.3 36,4 36.4 40,0 40.0 9,7 9.7 0,2 0.2 15,3 15.3 34,8 34.8 4 4 Стеарат натрия - 2% Sodium stearate - 2% 4,7 4.7 27,6 27.6 60,0 60.0 16,8 16.8 0,1 0.1 5,8 5.8 17,3 17.3 з,з h, h 19,1 19.1 54,6 54.6 26,1 26.1 0,1 0.1 5,4 5.4 13,8 13.8 2,3 2.3 15,2 15.2 51,2 51.2 32,8 32.8 0,1 0.1 5,5 5.5 10,3 10.3 5 5 Графит - 2% Graphite - 2% 4,7 4.7 58,8 58.8 52,8 52.8 4,0 4.0 0,1 0.1 5,7 5.7 37,4 37.4 з,з h, h 48,6 48.6 59,7 59.7 6,2 6.2 0,1 0.1 6,2 6.2 27,8 27.8 2,3 2.3 38,5 38.5 63,8 63.8 9,4 9.4 0,1 0.1 6,1 6.1 20,6 20.6 6 6 Графит - 3% Graphite - 3% 4,7 4.7 58,4 58.4 49,5 49.5 4,2 4.2 0,1 0.1 7,7 7.7 38,4 38.4 з,з h, h 46,7 46.7 53,7 53.7 6,6 6.6 0,1 0.1 8,6 8.6 30,9 30.9 2,3 2.3 37,4 37.4 56,8 56.8 10,1 10.1 0,2 0.2 8,5 8.5 24,5 24.5

Таблица 3Table 3

Каталитические свойства катализаторов (на основе сухого прекурсора по примеру 2), полученных по примеру 6Catalytic properties of catalysts (based on dry precursor according to example 2) obtained according to example 6

No. Т ехнологическая добавка (добавка-1) - мае. % Technological additive (additive-1) - May. % Время контакта: τ, с Contact time: τ, s Конверсия: X, % Conversion: X, % Селективность, % Selectivity, % С3Н4О2 (акриловая кислота) С3Н4О2 (acrylic acid) СзН6 (пропилен)SzN 6 (propylene) СзН4О (акролеин)CzH 4 O (acrolein) С2Н4О2 (уксусная кислота) С2Н4О2 (acetic acid) СОх (оксид углерода) COx (carbon monoxide) 1 1 Исходный сухой прекурсор, полученный по примеру 2 (без тех.добавки) The original dry precursor obtained according to example 2 (without technical additives) 4,7 4.7 60,2 60.2 62,3 62.3 4,4 4.4 0,3 0.3 5,7 5.7 27,3 27.3 3,3 3.3 47,9 47.9 68,2 68.2 5,7 5.7 0,2 0.2 5,9 5.9 20 20 2,3 2.3 36,6 36.6 70,1 70.1 8,8 8.8 0,2 0.2 6,4 6.4 14,5 14.5 2 2 Тальк - 2% Talc - 2% 4,7 4.7 56,4 56.4 63,6 63.6 3,4 3.4 0,1 0.1 8,8 8.8 24,1 24.1 з,з h, h 42,1 42.1 65,8 65.8 5,8 5.8 0,2 0.2 6,9 6.9 21,3 21.3 2,3 2.3 33,8 33.8 70,9 70.9 П,1 P,1 0,2 0.2 6,1 6.1 И,7 I,7 3 3 Крахмал - 2% Starch - 2% 4,7 4.7 58,1 58.1 30,9 30.9 3,5 3.5 0,1 0.1 И,5 I,5 54 54 з,з h, h 44,2 44.2 32,6 32.6 7,1 7.1 0,2 0.2 12,2 12.2 47,9 47.9 2,3 2.3 35,6 35.6 38,1 38.1 9,9 9.9 о,з oh, s 14,9 14.9 36,8 36.8 4 4 Стеарат натрия - 2% Sodium stearate - 2% 4,7 4.7 25,1 25.1 61,1 61.1 16,0 16.0 0,1 0.1 5,9 5.9 16,9 16.9 з,з h, h 20,2 20.2 52,4 52.4 26,2 26.2 0,1 0.1 5,0 5.0 16,3 16.3 2,3 2.3 14,8 14.8 49,6 49.6 33,8 33.8 0,2 0.2 5,7 5.7 10,7 10.7 5 5 Графит - 2% Graphite - 2% 4,7 4.7 57,1 57.1 50,2 50.2 3,8 3.8 0,1 0.1 5,8 5.8 40,1 40.1 з,з h, h 44,9 44.9 56,6 56.6 6,3 6.3 о,з oh, s 6,4 6.4 30,4 30.4 2,3 2.3 37,2 37.2 61,2 61.2 8,9 8.9 0,1 0.1 6,7 6.7 23,1 23.1 6 6 Графит - 3% Graphite - 3% 4,7 4.7 56,2 56.2 48,1 48.1 5,2 5.2 0,2 0.2 7,6 7.6 38,9 38.9 з,з h, h 45,6 45.6 51,9 51.9 7,6 7.6 0,1 0.1 8,8 8.8 31,6 31.6 2,3 2.3 34,8 34.8 54,4 54.4 10,8 10.8 0,2 0.2 8,9 8.9 25,7 25.7

- 11 040962- 11 040962

Таблица 4Table 4

Каталитические свойства катализаторов (на основе сухого прекурсора по примеру 3), полученных по примеру 6Catalytic properties of the catalysts (based on the dry precursor according to example 3) obtained according to example 6

No. T ехнологическая добавка (добавка-1) - мас. % T technological additive (additive-1) - wt. % Время контакта: τ, с Contact time: τ, s Конверсия: X, % Conversion: X, % Селективность, % Selectivity, % СзН4О2 (акриловая кислота)CzH 4 O 2 (acrylic acid) СзН6 (пропилен)SzN 6 (propylene) СзН4О (акролеин)CzH 4 O (acrolein) С2Н4О2 (уксусная кислота) С2Н4О2 (acetic acid) СОх (оксид углерода) COx (carbon monoxide) 1 1 Исходный сухой прекурсор, полученный по примеру 3 (без тех.добавки) The original dry precursor obtained according to example 3 (without technical additives) 4,7 4.7 60,1 60.1 61,8 61.8 4,8 4.8 0,4 0.4 5,8 5.8 27,2 27.2 3,3 3.3 46,9 46.9 66,8 66.8 5,9 5.9 0,3 0.3 5,9 5.9 21,1 21.1 2,3 2.3 36,1 36.1 69,6 69.6 9,2 9.2 0,2 0.2 6,2 6.2 14,8 14.8 2 2 Тальк - 2% Talc - 2% 4,7 4.7 55,8 55.8 62,9 62.9 3,2 3.2 0,1 0.1 8,3 8.3 25,5 25.5 3,3 3.3 41,9 41.9 65,7 65.7 5,7 5.7 0,3 0.3 6,5 6.5 21,8 21.8 2,3 2.3 32,9 32.9 70,1 70.1 11,3 11.3 0,2 0.2 6,0 6.0 12,4 12.4 3 3 Крахмал - 2% Starch - 2% 4,7 4.7 58,0 58.0 29,9 29.9 3,6 3.6 0,1 0.1 и,о and about 55,4 55.4 з,з h, h 43,1 43.1 31,6 31.6 7,0 7.0 0,3 0.3 12,4 12.4 48,7 48.7 2,3 2.3 34,5 34.5 37,9 37.9 9,7 9.7 0,3 0.3 14,2 14.2 37,9 37.9 4 4 Стеарат натрия - 2% Sodium stearate - 2% 4,7 4.7 22,2 22.2 62,1 62.1 15,5 15.5 0,1 0.1 5,4 5.4 16,9 16.9 з,з h, h 18,3 18.3 51,8 51.8 25,4 25.4 0,2 0.2 5,2 5.2 17,4 17.4 2,3 2.3 13,6 13.6 48,7 48.7 32,7 32.7 о,з oh, s 5,9 5.9 12,4 12.4 5 5 Графит - 2% Graphite - 2% 4,7 4.7 55,2 55.2 51,2 51.2 3,9 3.9 0,1 0.1 5,7 5.7 39,1 39.1 з,з h, h 45,1 45.1 55,4 55.4 6,5 6.5 0,3 0.3 6,5 6.5 31,3 31.3 2,3 2.3 36,9 36.9 60,7 60.7 8,4 8.4 0,3 0.3 6,8 6.8 23,8 23.8 6 6 Графит - 3% Graphite - 3% 4,7 4.7 56,0 56.0 48,2 48.2 5,1 5.1 0,2 0.2 7,8 7.8 38,7 38.7 з,з h, h 44,9 44.9 51,7 51.7 7,7 7.7 0,2 0.2 8,6 8.6 31,8 31.8 2,3 2.3 34,6 34.6 54,2 54.2 10,2 10.2 0,2 0.2 8,7 8.7 26,7 26.7

Таблица 5Table 5

Каталитические свойства катализаторов (на основе сухого прекурсора по примеру 4), полученных по примеру 6Catalytic properties of catalysts (based on dry precursor according to example 4) obtained according to example 6

No. Т ехнологическая добавка (добавка-1) - мас. % T technological additive (additive-1) - wt. % Время контакта: τ, с Contact time: τ, s Конверсия: X, % Conversion: X, % Селективность, % Selectivity, % С3Н4О2 (акриловая кислота) С3Н4О2 (acrylic acid) СзН6 (пропилен)SzN 6 (propylene) СзН4О (акролеин)CzH 4 O (acrolein) С2Н4О2 (уксусная кислота) С2Н4О2 (acetic acid) СОх (оксид углерода) COx (carbon monoxide) 1 1 Исходный сухой прекурсор, полученный по примеру 4 (без тех.добавки) The original dry precursor obtained according to example 4 (without technical additives) 4,7 4.7 62,1 62.1 61,8 61.8 4,8 4.8 0,3 0.3 5,8 5.8 27,3 27.3 3,3 3.3 47,8 47.8 66,8 66.8 5,9 5.9 0,3 0.3 5,9 5.9 21,1 21.1 2,3 2.3 37,2 37.2 69,6 69.6 9,2 9.2 0,2 0.2 6,0 6.0 15 15 2 2 Тальк - 2% Talc - 2% 4,7 4.7 56,2 56.2 63,4 63.4 3,1 3.1 0,1 0.1 8,4 8.4 25 25 з,з h, h 42,5 42.5 65,3 65.3 5,6 5.6 0,2 0.2 6,4 6.4 22,5 22.5 2,3 2.3 33,5 33.5 70,2 70.2 П,4 P,4 0,2 0.2 6,2 6.2 12 12 3 3 Крахмал - 2% Starch - 2% 4,7 4.7 58,8 58.8 31,2 31.2 4,2 4.2 0,1 0.1 И,1 I,1 53,4 53.4 з,з h, h 42,6 42.6 32,2 32.2 7,1 7.1 0,2 0.2 12,6 12.6 47,9 47.9 2,3 2.3 35,7 35.7 38,5 38.5 9,6 9.6 о,з oh, s 14,7 14.7 36,9 36.9 4 4 Стеарат натрия - 2% Sodium stearate - 2% 4,7 4.7 22,8 22.8 61,5 61.5 14,5 14.5 0,1 0.1 5,5 5.5 18,4 18.4 з,з h, h 19,2 19.2 51,2 51.2 24,4 24.4 0,1 0.1 5,7 5.7 18,6 18.6 2,3 2.3 13,9 13.9 49,2 49.2 32,7 32.7 о,з oh, s 5,8 5.8 12 12 5 5 Графит - 2% Graphite - 2% 4,7 4.7 55,9 55.9 52,2 52.2 3,8 3.8 0,1 0.1 5,2 5.2 38,7 38.7 з,з h, h 45,6 45.6 55,9 55.9 6,6 6.6 0,1 0.1 6,2 6.2 31,2 31.2 2,3 2.3 35,9 35.9 61,4 61.4 8,7 8.7 0,2 0.2 6,9 6.9 22,8 22.8 6 6 Графит - 3% Graphite - 3% 4,7 4.7 57,2 57.2 48,5 48.5 5,2 5.2 0,1 0.1 7,7 7.7 38,5 38.5 з,з h, h 45,3 45.3 52,3 52.3 7,6 7.6 0,1 0.1 8,2 8.2 31,8 31.8 2,3 2.3 35,4 35.4 55,2 55.2 10,0 10.0 0,1 0.1 8,9 8.9 25,8 25.8

- 12 040962- 12 040962

Таблица 6Table 6

Каталитические свойства катализаторов (на основе сухого прекурсора по примеру 5), полученных по примеру 6Catalytic properties of catalysts (based on dry precursor according to example 5) obtained according to example 6

No. Т ехнологическая добавка (добавка-1) - мае. % Technological additive (additive-1) - May. % Время контакта: τ, с Contact time: τ, s Конверсия: X, % Conversion: X, % Селективность, % Selectivity, % С3Н4О2 (акриловая кислота) С3Н4О2 (acrylic acid) СзНб (пропилен) SzNb (propylene) СзН4О (акролеин)CzH 4 O (acrolein) С2Н4О2 (уксусная кислота) С2Н4О2 (acetic acid) сох (оксид углерода)co x (carbon monoxide) 1 1 Исходный сухой прекурсор, полученный по примеру 5 (без тех.добавки) The original dry precursor obtained according to example 5 (without technical additives) 4,7 4.7 62,9 62.9 63,8 63.8 3,7 3.7 0,2 0.2 6,2 6.2 26,1 26.1 3,3 3.3 48,2 48.2 70,2 70.2 6,6 6.6 0,2 0.2 6,8 6.8 16,2 16.2 2,3 2.3 41,7 41.7 71,1 71.1 9,1 9.1 0,2 0.2 7,3 7.3 12,3 12.3 2 2 Тальк - 2% Talc - 2% 4,7 4.7 57,0 57.0 63,7 63.7 4,5 4.5 0,3 0.3 9,9 9.9 21,6 21.6 3,3 3.3 42,0 42.0 67,7 67.7 7,6 7.6 0,2 0.2 8,3 8.3 16,2 16.2 2,3 2.3 33,8 33.8 70,2 70.2 13,0 13.0 о,з oh, s 7,2 7.2 9,3 9.3 3 3 Крахмал - 2% Starch - 2% 4,7 4.7 59,2 59.2 32,1 32.1 3,9 3.9 0,2 0.2 10,2 10.2 53,6 53.6 3,3 3.3 44,1 44.1 32,9 32.9 7,2 7.2 о,з oh, s 13,4 13.4 46,2 46.2 2,3 2.3 35,9 35.9 38,9 38.9 10,2 10.2 0,2 0.2 15,0 15.0 35,7 35.7 4 4 Стеарат натрия - 2% Sodium stearate - 2% 4,7 4.7 27,1 27.1 59,7 59.7 17,4 17.4 0,2 0.2 6,0 6.0 16,7 16.7 3,3 3.3 19,0 19.0 53,4 53.4 26,9 26.9 0,2 0.2 5,6 5.6 13,9 13.9 2,3 2.3 15,0 15.0 50,8 50.8 33,8 33.8 0,4 0.4 5,5 5.5 9,5 9.5 5 5 Графит - 2% Graphite - 2% 4,7 4.7 58,3 58.3 51,9 51.9 4,2 4.2 о,з oh, s 6,3 6.3 37,3 37.3 3,3 3.3 47,9 47.9 59,2 59.2 6,8 6.8 0,2 0.2 6,2 6.2 27,6 27.6 2,3 2.3 38,1 38.1 63,0 63.0 Ю,1 Yu,1 о,з oh, s 6,1 6.1 20,5 20.5 6 6 Графит - 3% Graphite - 3% 4,7 4.7 57,6 57.6 48,8 48.8 4,8 4.8 о,з oh, s 8,7 8.7 37,4 37.4 3,3 3.3 45,8 45.8 53,2 53.2 6,9 6.9 0,2 0.2 8,5 8.5 31,2 31.2 2,3 2.3 37,1 37.1 55,7 55.7 И,4 I,4 0,2 0.2 8,6 8.6 24,1 24.1

Таблица 7Table 7

Каталитические свойства гранулированных катализаторов, полученных по примеру 7Catalytic properties of granular catalysts obtained according to example 7

No. Т ехнологические добавки: 1. добавка-1 - мас.% 2. добавка-2 - мае. % Technological additives: 1. additive-1 - wt.% 2. additive-2 - May. % Удельная поверхность м2Specific surface area m 2 /g Время контакта: τ, с Contact time: τ, s Конверсия: X, % Conversion: X, % Селективность, % Selectivity, % С3Н4О2 (акриловая кислота) С3Н4О2 (acrylic acid) СзНб (пропилен) SzNb (propylene) СзН4О (акролеин)CzH 4 O (acrolein) С2Н4О2 (уксусная кислота) С2Н4О2 (acetic acid) СОХ (оксид углерода) COX (carbon monoxide) 1 1 Исходный сухой прекурсор, полученный по примеру 1 (без тех.добавки) The original dry precursor obtained according to example 1 (without technical additives) 12 12 4,7 4.7 63,2 63.2 64,9 64.9 3,5 3.5 θ,ι θ,ι 5,5 5.5 26,0 26.0 3,3 3.3 49,9 49.9 70,6 70.6 6,4 6.4 0,1 0.1 5,8 5.8 17,1 17.1 2,3 2.3 41,6 41.6 72,0 72.0 9,2 9.2 0,2 0.2 6,2 6.2 12,4 12.4 2 2 1. тальк - 1% 2. графит - 0,5% 1. talc - 1% 2. graphite - 0.5% И AND 4,7 4.7 62,8 62.8 61,2 61.2 з,з h, h 0,1 0.1 6,2 6.2 29,2 29.2 з,з h, h 50,3 50.3 67,0 67.0 6,0 6.0 0,1 0.1 6,9 6.9 20,0 20.0 2,3 2.3 40,6 40.6 68,5 68.5 8,9 8.9 0,1 0.1 7,3 7.3 16,7 16.7 3 3 1. тальк - 4% 2. графит - 0,5% 1. talc - 4% 2. graphite - 0.5% 9 9 4,7 4.7 61,2 61.2 62,0 62.0 3,7 3.7 0,1 0.1 6,7 6.7 27,5 27.5 з,з h, h 50,0 50.0 67,1 67.1 5,9 5.9 0,1 0.1 7,1 7.1 19,9 19.9 2,3 2.3 40,3 40.3 68,7 68.7 8,8 8.8 0,1 0.1 7,3 7.3 15,1 15.1 4 4 1. тальк -1% 2. графит - 1% + тальк - 1% 1. talc -1% 2. graphite - 1% + talc - 1% 6 6 4,7 4.7 61,6 61.6 61,6 61.6 3,6 3.6 0,1 0.1 7,8 7.8 26,9 26.9 з,з h, h 48,6 48.6 65,5 65.5 6,5 6.5 0,1 0.1 6,9 6.9 21,1 21.1 2,3 2.3 38,2 38.2 68,7 68.7 9,7 9.7 0,1 0.1 6,1 6.1 15,4 15.4 5 5 1. графит - 2% 2. графит - 1% 1. graphite - 2% 2. graphite - 1% 7 7 4,7 4.7 58,4 58.4 49,5 49.5 4,2 4.2 0,1 0.1 7,7 7.7 38,4 38.4 з,з h, h 46,7 46.7 53,7 53.7 6,6 6.6 0,1 0.1 8,6 8.6 30,9 30.9 2,3 2.3 37,4 37.4 56,8 56.8 10,1 10.1 0,2 0.2 8,5 8.5 24,5 24.5 6 6 1. тальк - 2% 2. графит - 3% 1. talc - 2% 2. graphite - 3% 2 2 4,7 4.7 62,0 62.0 60,0 60.0 3,2 3.2 0,1 0.1 6,4 6.4 30,3 30.3 з,з h, h 48,1 48.1 67,1 67.1 4,9 4.9 0,1 0.1 6,8 6.8 21,1 21.1 2,3 2.3 41,2 41.2 69,1 69.1 7,8 7.8 0,1 0.1 7,0 7.0 16,0 16.0

- 13 040962- 13 040962

7 7 1. тальк - 2% 2. графит - 1% 1. talc - 2% 2. graphite - 1% 5 5 4,7 4.7 63,1 63.1 60,3 60.3 3,0 3.0 0,1 0.1 6,5 6.5 30,2 30.2 3,3 3.3 53,0 53.0 67,4 67.4 5,1 5.1 0,1 0.1 7,0 7.0 20,4 20.4 2,3 2.3 42,1 42.1 69,6 69.6 8D 0,1 0.1 7,1 7.1 15,1 15.1 8 8 Исходный сухой прекурсор, полученный по примеру 2 (без тех.добавки) The original dry precursor obtained according to example 2 (without technical additives) 10 10 4,7 4.7 60,2 60.2 62,3 62.3 4,4 4.4 0,3 0.3 5,7 5.7 27,3 27.3 3,3 3.3 47,9 47.9 68,2 68.2 5,7 5.7 0,2 0.2 5,9 5.9 20 20 2,3 2.3 36,6 36.6 70,1 70.1 8,8 8.8 0,2 0.2 6,4 6.4 14,5 14.5 9 9 1. тальк - 2% 2. графит - 1% 1. talc - 2% 2. graphite - 1% 8 8 4,7 4.7 58,8 58.8 60,1 60.1 3,2 3.2 0,1 0.1 7,1 7.1 29,5 29.5 з,з h, h 46,1 46.1 65,9 65.9 5,0 5.0 0,1 0.1 7,6 7.6 21,4 21.4 2,3 2.3 34,8 34.8 68,6 68.6 7,9 7.9 0,1 0.1 7,8 7.8 15,6 15.6 10 10 Исходный сухой прекурсор, полученный по примеру 3 (без тех.добавки) The original dry precursor obtained according to example 3 (without technical additives) 12 12 4,7 4.7 63,2 63.2 64,9 64.9 3,5 3.5 0,1 0.1 5,5 5.5 26 26 3,3 3.3 49,9 49.9 70,6 70.6 6,4 6.4 0,1 0.1 5,8 5.8 17,1 17.1 2,3 2.3 41,6 41.6 72,0 72.0 9,2 9.2 0,2 0.2 6,2 6.2 12,4 12.4 11 eleven 1. тальк - 2% 2. графит - 1% 1. talc - 2% 2. graphite - 1% 9 9 4,7 4.7 62,7 62.7 59,8 59.8 з,з h, h 0,1 0.1 6,8 6.8 30 thirty з,з h, h 47,1 47.1 66,2 66.2 5,4 5.4 0,2 0.2 7,7 7.7 20,5 20.5 2,3 2.3 38,8 38.8 67,9 67.9 8,8 8.8 0,2 0.2 7,9 7.9 15,2 15.2 12 12 Исходный сухой прекурсор, полученный по примеру 4 (без тех.добавки) The original dry precursor obtained according to example 4 (without technical additives) 11 eleven 4,7 4.7 62,1 62.1 61,8 61.8 4,8 4.8 0,3 0.3 5,8 5.8 27,3 27.3 3,3 3.3 47,8 47.8 66,8 66.8 5,9 5.9 0,3 0.3 5,9 5.9 21,1 21.1 2,3 2.3 37,2 37.2 69,6 69.6 9,2 9.2 0,2 0.2 6,0 6.0 15 15 13 13 1. тальк - 2% 2. графит - 1% 1. talc - 2% 2. graphite - 1% 8 8 4,7 4.7 61,9 61.9 60,3 60.3 3,8 3.8 0,2 0.2 6,9 6.9 28,8 28.8 з,з h, h 46,9 46.9 64,5 64.5 4,9 4.9 ОД OD 7,4 7.4 23,1 23.1 2,3 2.3 36,8 36.8 68,4 68.4 7,6 7.6 0,2 0.2 7,9 7.9 15,9 15.9 14 14 Исходный сухой Initial dry 9 9 4,7 4.7 62,9 62.9 63,8 63.8 3,7 3.7 0,2 0.2 6,2 6.2 26,1 26.1 прекурсор, полученный по примеру 5 (без тех.добавки) precursor obtained according to example 5 (without technical additives) 3,3 3.3 48,2 48.2 70,2 70.2 6,6 6.6 0,2 0.2 6,8 6.8 16,2 16.2 2,3 2.3 41,7 41.7 71,1 71.1 9,1 9.1 0,2 0.2 7,3 7.3 12,3 12.3 15 15 1. тальк - 2% 2. графит - 1% 1. talc - 2% 2. graphite - 1% 8 8 4,7 4.7 61,9 61.9 59,2 59.2 4,2 4.2 0,2 0.2 6,9 6.9 29,5 29.5 з,з h, h 47,5 47.5 65,7 65.7 5,3 5.3 о,з oh, s 7,2 7.2 21,5 21.5 2,3 2.3 40,7 40.7 68,9 68.9 8,0 8.0 о,з oh, s 7,7 7.7 15,1 15.1

В табл. 2-6 показано влияние технологических добавок, использованных в процессе формования сухого прекурсора, на каталитические свойства полученных гранулятов. Показано, что предпочтительным является использование в качестве технологической добавки 1 - талька, т.к. в этом случае не происходит значительного снижения каталитических свойств полученного гранулята относительно сухого прекурсора катализатора, не содержащего добавок. Осуществить последующее уплотнение полученных гранулятов с целью получения гранулированного катализатора нужной формы и размера не удалось.In table. 2-6 show the effect of technological additives used in the process of forming a dry precursor on the catalytic properties of the obtained granulates. It is shown that it is preferable to use 1 - talc as a technological additive, because in this case, there is no significant decrease in the catalytic properties of the resulting granulate relative to the dry catalyst precursor containing no additives. It was not possible to carry out the subsequent compaction of the obtained granulates in order to obtain a granular catalyst of the desired shape and size.

Из табл. 7 видно, что наилучший технический результат достигается с использованием следующей комбинации технологических добавок: технологическая добавка 1, а именно тальк на этапе получения гранулята и технологическая добавка 2, а именно графит на этапе прессования. При этом предпочтительно использовать добавки в количестве 2 и 1 мас.% соответственно для талька и графита.From Table. 7 it can be seen that the best technical result is achieved using the following combination of technological additives: technological additive 1, namely talc at the stage of obtaining granulate and technological additive 2, namely graphite at the pressing stage. It is preferable to use additives in the amount of 2 and 1 wt.%, respectively, for talc and graphite.

Пример 9. Испытание механической прочности полученных по примеру 7 гранулированных катализаторов (графит, тальк - их комбинации).Example 9. Testing the mechanical strength of the granular catalysts obtained in example 7 (graphite, talc - their combinations).

Определение прочности на раздавливание проводили на приборе MA.TEC.CRUSH-ВК согласно ASTM D4179-11. Методом случайного отбора формировали выборку каждого образца из 24 гранул для раздавливания по оси цилиндра и из 24 гранул для раздавливания перпендикулярно оси цилиндра. Статистическая обработка была выполнена согласно ASTM D4179-11. Из 24 полученных результатов отбрасывали 2 минимальных и 2 максимальных значения. Из оставшихся 20 значений вычисляли среднюю величину механической прочности на раздавливание при использовании формул (1)-(3).Determination of crush strength was carried out on the device MA.TEC.CRUSH-BK according to ASTM D4179-11. Each sample was randomly selected from 24 crush pellets along the cylinder axis and from 24 crush pellets perpendicular to the cylinder axis. Statistical processing was performed according to ASTM D4179-11. Of the 24 results obtained, 2 minimum and 2 maximum values were discarded. From the remaining 20 values, an average crushing mechanical strength was calculated using formulas (1) to (3).

Механическую прочность на раздавливание для гранул в форме цилиндра σр, кг/мм2, по оси цилиндра определяли по формуле σΡ “ S - πά 2 (1)>The mechanical crushing strength for granules in the form of a cylinder σ p , kg/mm 2 , along the axis of the cylinder was determined by the formula σ Ρ “S - πά 2 (1 )>

где Р - усилие, при котором происходит разрушение гранулы, кг;where P is the force at which the destruction of the granules occurs, kg;

S - площадь сечения гранулы, мм2;S - cross-sectional area of the granule, mm 2 ;

d - диаметр гранулы, мм.d - granule diameter, mm.

Механическую прочность на раздавливание для гранул в форме цилиндра σр, кг/мм2, перпендикулярно оси цилиндра определяют по формуле где Р - усилие, при котором происходит разрушение гранулы, кг;Mechanical crushing strength for granules in the form of a cylinder σ p , kg/mm 2 perpendicular to the axis of the cylinder is determined by the formula where P is the force at which the destruction of the granule occurs, kg;

S - площадь сечения гранулы, мм2;S - cross-sectional area of the granule, mm 2 ;

- 14 040962 d - диаметр гранулы, мм;- 14 040962 d - granule diameter, mm;

l - дина гранулы, мм.l - granule length, mm.

Из оставшихся 20 значений вычисляют среднюю величину механической прочности на раздавливание σρ, кг/мм2 по формулеFrom the remaining 20 values, the average value of the mechanical crushing strength σρ , kg / mm 2 is calculated by the formula

где σρί - прочность испытуемых гранул на раздавливание в конкретном испытании, кг/мм2. Полученные результаты представлены в табл. 8.where σρ ί is the crushing strength of the tested granules in a particular test, kg/mm 2 . The results obtained are presented in table. 8.

Таблица 8Table 8

Механическая прочность гранулированных катализаторовMechanical strength of granular catalysts

Используемый сухой прекурсор Dry precursor used Технологические добавки: 1. добавка-1 - мас.% 2. добавка-2 - мас.% Technological additives: 1. additive-1 - wt.% 2. additive-2 - wt.% Размещение гранулы в прессе Placement of the pellet in the press Р%Н R%H ** Ор , кг/мм2 ** Or, kg / mm 2 По примеру 1 According to example 1 1. графит - 2% 2. графит - 1% 1. graphite - 2% 2. graphite - 1% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 139,4 139.4 0,74 0.74 перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 29,4 29.4 0,12 0.12 1. тальк - 2% 2. графит - 1 % 1. talc - 2% 2. graphite - 1% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 141,4 141.4 0,81 0.81 перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 38,2 38.2 0,17 0.17 По примеру 2 According to example 2 1. графит - 2% 2. графит - 1% 1. graphite - 2% 2. graphite - 1% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 136,2 136.2 0,70 0.70 перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 28,3 28.3 0,10 0.10 1. тальк - 2% 2. графит - 1% 1. talc - 2% 2. graphite - 1% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 140,1 140.1 0,78 0.78 перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 37,3 37.3 0,15 0.15 По примеру 3 According to example 3 1. графит - 2% 2. графит -1% 1. graphite - 2% 2. graphite -1% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 137,2 137.2 0,74 0.74 перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 29,6 29.6 0,13 0.13 1. тальк - 2% 2. графит - 1 % 1. talc - 2% 2. graphite - 1% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 142,1 142.1 0,92 0.92 перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 38,7 38.7 0,20 0.20 По примеру 4 According to example 4 1. графит - 2% 2. графит - 1% 1. graphite - 2% 2. graphite - 1% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 136,1 136.1 0,69 0.69 перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 28,3 28.3 0,09 0.09 1. тальк - 2% 2. графит - 1 % 1. talc - 2% 2. graphite - 1% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 139,7 139.7 0,77 0.77 перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 37,5 37.5 0,16 0.16 По примеру 5 According to example 5 1. графит - 2% 1. graphite - 2% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 138,2 138.2 0,71 0.71 2. графит - 1% 2. graphite - 1% перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 28,7 28.7 0,09 0.09 1. тальк - 2% 2. графит - 1% 1. talc - 2% 2. graphite - 1% по оси цилиндра along the axis of the cylinder 140,2 140.2 0,76 0.76 перпендикулярно оси цилиндра perpendicular to the axis of the cylinder 37,8 37.8 0,15 0.15

*Р - усилие, при котором происходит разрушение гранулы р - средняя величина механической прочности на раздавливание.*P is the force at which the destruction of the granules occurs p is the average value of the mechanical crushing strength.

Как видно из результатов в табл. 8, гранулированные катализаторы, формованные с использованием комбинации добавок: тальк и графит, отличаются по своей механической прочности. Катализатор,As can be seen from the results in Table. 8, granular catalysts molded using a combination of additives: talc and graphite differ in their mechanical strength. Catalyst,

- 15 040962 полученный с добавлением графита на стадии получения гранулята и на стадии уплотнения (прессования) (графит+графит) имеет меньшую прочность на раздавливание как по оси (на 8,6 отн.%), так и перпендикулярно оси цилиндра (на 29,4 отн.%) относительно образцов катализатора, при формовании которого на стадии получения гранулята добавляют тальк. Относительные проценты в данном случае приведены для катализатора полученного из прекурсора по примеру 1.- 15 040962 obtained with the addition of graphite at the stage of obtaining a granulate and at the stage of compaction (pressing) (graphite + graphite) has a lower crushing strength both along the axis (by 8.6 rel.%) and perpendicular to the axis of the cylinder (by 29, 4 Rel.%) relative to the samples of the catalyst, during the formation of which talc is added at the stage of obtaining the granulate. Relative percentages in this case are given for the catalyst obtained from the precursor according to example 1.

Для подтверждения стабильности гранулированных катализаторов, формованных в присутствии следующих добавок: тальк (2 мас.%) и графит (1 мас.%) - в примере 10 были проведены ресурсные испытания.To confirm the stability of granular catalysts molded in the presence of the following additives: talc (2 wt.%) and graphite (1 wt.%) - in example 10, resource tests were carried out.

Пример 10. Ресурсные испытания гранулированных катализаторов при формовании которых использовали добавки: тальк (2%) и графит (1%).Example 10. Life tests of granular catalysts in the formation of which additives were used: talc (2%) and graphite (1%).

Способ по примеру 8, в котором проводили испытания стабильности гранулированных катализаторов формованных с использованием добавок: тальк в количестве 2 мас.% на стадии грануляции и графит в количестве 1 мас.% на стадии уплотнения (прессования).The method according to example 8, in which the stability tests of granular catalysts molded using additives were carried out: talc in an amount of 2 wt.% at the granulation stage and graphite in an amount of 1 wt.% at the compaction (pressing) stage.

В соответствии с примером в реактор диаметром 9,6 мм загружали фракцию гранулированного катализатора. Далее осуществляли взаимодействие указанного катализатора с реакционной смесью состава: пропан (C3H8) - 55 об.%, водяной пар - 20 об.%, окисляющий агент (кислород) - 25 об.%. Время контакта 2 с, температура реакции 360°С. Результаты эксперимента показаны в табл. 9.In accordance with the example, a granular catalyst fraction was loaded into a reactor with a diameter of 9.6 mm. Next, the specified catalyst was interacted with the reaction mixture of the following composition: propane (C3H8) - 55 vol.%, water vapor - 20 vol.%, oxidizing agent (oxygen) - 25 vol.%. Contact time 2 s, reaction temperature 360°C. The results of the experiment are shown in table. 9.

Таблица 9Table 9

Результаты ресурсных испытаний по примеру 10The results of resource tests according to example 10

Катализатор на основе сухого прекурсора по примеру 1 Dry precursor catalyst according to example 1 Врем я, ч Time i, h Время контак та τ, с Contact time τ, s Конверс ия: Х(С3Н8), %Conversion: X (C 3 H 8 ),% Селективность, % Selectivity, % СзН4О2 (акрило вая кислота)CsH 4 O 2 (acrylic acid) СзН6 (пропил ен)SzN 6 (propylene) СзН4О (акроле ин)SzN 4 O (acrolein) СО (оксид углеро да) SO (carbon monoxide yes) СОг(дио ксид углерода) CO2 (dioxide carbon) С2Н4О2 (уксусн ая кислота) С2Н4О2 (vinegar acid) 21,5 21.5 2 2 7,5 7.5 46,9 46.9 29,2 29.2 1,3 1.3 6,2 6.2 7,8 7.8 8,6 8.6 27,9 27.9 3 3 13,4 13.4 53,4 53.4 21,6 21.6 1,1 1.1 7,1 7.1 6,8 6.8 10,0 10.0 99,2 99.2 3,5 3.5 14,1 14.1 52,3 52.3 20,0 20.0 0,8 0.8 8,2 8.2 9,3 9.3 9,4 9.4 170,0 170.0 12,4 12.4 50,5 50.5 21,2 21.2 0,8 0.8 7,8 7.8 9,9 9.9 9,7 9.7 231,5 231.5 15,0 15.0 51,6 51.6 15,7 15.7 0,9 0.9 И,8 I,8 9,3 9.3 10,7 10.7 Катализатор на основе прекурсора по примеру 2 Precursor Catalyst of Example 2 Врем я, ч Time i, h Время контак та т, с Contact time t, s Конверс ия: Х(СзН8), %Conversion: Х(СзН 8 ), % Селективность, % Selectivity, % С3Н4О2 (акр ило вая кислота) С3Н4О2 (acrylic acid) СзН6 (пропил ен)SzN 6 (propylene) СзН4О (акроле ин)SzN 4 O (acrolein) СО (оксид углеро да) SO (carbon monoxide yes) СОг(дио ксид углерода) CO2 (dioxide carbon) С2Н4О2 (уксусн ая кислота) С2Н4О2 (acetic acid) 21,5 21.5 2 2 6,8 6.8 44,3 44.3 30,1 30.1 1,2 1.2 6,0 6.0 7,9 7.9 10,5 10.5 28,0 28.0 3 3 13,2 13.2 52,1 52.1 22,7 22.7 1,2 1.2 7,4 7.4 7,8 7.8 8,8 8.8 100,0 100.0 3,5 3.5 13,0 13.0 52,4 52.4 23,1 23.1 0,9 0.9 8,6 8.6 9,1 9.1 5,9 5.9 170,0 170.0 13,2 13.2 51,1 51.1 21,6 21.6 0,9 0.9 8,8 8.8 9,4 9.4 8,2 8.2 232,0 232.0 14,7 14.7 50,8 50.8 15,6 15.6 1,0 1.0 12,4 12.4 9,2 9.2 И AND

- 16 040962- 16 040962

Катализатор на основе прекурсора по примеру 3 Precursor Catalyst of Example 3 Врем я, ч Time i, h Время контак та τ, с Contact time τ, s Конверс ия: Х(С3Н8), %Conversion: X (C 3 H 8 ),% Селективность, % Selectivity, % СзН4О2 (акр ило вая кислота)CsH 4 O 2 (acrylic acid) СзН6 (пропил ен)SzN 6 (propylene) СзН4О (акроле ин)SzN 4 O (acrolein) СО (оксид углеро да) SO (carbon monoxide yes) СО2(дио ксид углерода)CO 2 (carbon dioxide) С2Н4О2 (уксусн ая кислота)C 2 H 4 O 2 (acetic acid) 21,5 21.5 2 2 7,3 7.3 45,4 45.4 28,4 28.4 1,1 1.1 7,2 7.2 8,8 8.8 9,1 9.1 27,0 27.0 3 3 13,1 13.1 51,1 51.1 22,4 22.4 1,2 1.2 7,0 7.0 7,8 7.8 10,5 10.5 100,0 100.0 3,5 3.5 14,2 14.2 50,3 50.3 22,1 22.1 0,8 0.8 9,2 9.2 9,0 9.0 8,6 8.6 171,0 171.0 13,1 13.1 49,5 49.5 23,2 23.2 0,7 0.7 8,3 8.3 10,2 10.2 8,1 8.1 231,0 231.0 14,0 14.0 49,7 49.7 18,8 18.8 0,9 0.9 12,1 12.1 10,3 10.3 8,2 8.2 Катализатор на основе прекурсора по примеру 4 Precursor Catalyst of Example 4 Врем я, ч Time i, h Время контак та τ, с Contact time τ, s Конверс ия: Х(СзН8), %Conversion: Х(СзН 8 ), % Селективность, % Selectivity, % С3Н4О2 (акр ило вая кислота) С3Н4О2 (acrylic acid) СзН6 (пропил ен)SzN 6 (propylene) СзН4О (акроле ин)SzN 4 O (acrolein) СО (оксид углеро да) SO (carbon monoxide yes) СО2(дио ксид углерода)CO 2 (carbon dioxide) С2Н4О2 (уксусн ая кислота)C 2 H 4 O 2 (acetic acid) 22,0 22.0 2 2 6,7 6.7 44,7 44.7 25,6 25.6 2,1 2.1 7,3 7.3 7,7 7.7 12,6 12.6 27,0 27.0 3 3 12,0 12.0 52,1 52.1 23,4 23.4 2,0 2.0 7,2 7.2 7,8 7.8 7,5 7.5 102,0 102.0 3,5 3.5 13,1 13.1 50,3 50.3 24,4 24.4 1,8 1.8 8,0 8.0 9,2 9.2 6,3 6.3 170,0 170.0 13,1 13.1 50,0 50.0 25,3 25.3 1,6 1.6 7,8 7.8 9,3 9.3 6 6 232,0 232.0 14,2 14.2 49,7 49.7 24,8 24.8 1,7 1.7 10,0 10.0 9,3 9.3 4,5 4.5 Катализатор на основе прекурсора по примеру 5 Precursor Catalyst of Example 5 Врем я, ч Time i, h Время контак та τ, с Contact time τ, s Конверс ия: Х(СзН8), %Conversion: Х(СзН 8 ), % Селективность, % Selectivity, % С3Н4О2 (акрило вая кислота) С3Н4О2 (acrylic acid) СзНб (пропил ен) CsNb (propylene) СзН4О (акроле ин)SzN 4 O (acrolein) СО (оксид углеро да) SO (carbon monoxide yes) СО2(дио ксид углерода)CO 2 (carbon dioxide) С2Н4О2 (уксусн ая кислота)C 2 H 4 O 2 (acetic acid) 21 21 2 2 7,2 7.2 46,4 46.4 27,7 27.7 1,2 1.2 6,8 6.8 7,1 7.1 10,8 10.8 28,0 28.0 3 3 13,0 13.0 52,7 52.7 23,4 23.4 1,2 1.2 7,3 7.3 7,7 7.7 7,7 7.7 99,5 99.5 3,5 3.5 12,2 12.2 52,4 52.4 21,1 21.1 1,4 1.4 8,9 8.9 9,5 9.5 6,7 6.7 171,0 171.0 12,8 12.8 51,1 51.1 20,1 20.1 1,2 1.2 8,8 8.8 10,0 10.0 8,8 8.8 231,0 231.0 14,7 14.7 51,0 51.0 17,8 17.8 1,5 1.5 10,2 10.2 9,7 9.7 9,8 9.8

Из результатов по примеру 10 видно, что гранулированный катализатор, формованный с использованием добавок: тальк в количестве 2 мас.% на стадии получения гранулята и графит в количестве 1 мас.% на стадии уплотнения, - сохраняет относительно высокие значения активности и селективности по целевому продукту в течение всего процесса окисления пропана (свыше 230 ч).From the results of example 10, it can be seen that the granular catalyst molded using additives: talc in an amount of 2 wt.% at the stage of obtaining a granulate and graphite in an amount of 1 wt.% at the compaction stage, retains relatively high values of activity and selectivity for the target product during the entire process of propane oxidation (over 230 hours).

Таким образом, было показано, что представленный в настоящем изобретении способ получения сухого прекурсора катализатора является воспроизводимым и обеспечивает получение катализатора с каталитическими свойствами, позволяющими использовать такой катализатор в процессах окисления, в частности в процессах окисления пропана с целью получения акриловой кислоты.Thus, it has been shown that the method of the present invention for producing a dry catalyst precursor is reproducible and provides a catalyst with catalytic properties that allow such a catalyst to be used in oxidation processes, in particular in processes for oxidizing propane to produce acrylic acid.

Кроме того, было показано, что использование технологических добавок на этапах формования сухого прекурсора позволяет получить гранулы катализатора нужной формы и размера без существенного ухудшения каталитических свойств относительно исходного сухого прекурсора (табл. 7). При этом в качестве таких добавок важно использовать следующую комбинацию: тальк на этапе получения гранулята (стадия (b1) в соответствии с описанием настоящего изобретения) и графит на этапе уплотнения указанного гранулята (стадия (b3)). Тальк при этом предпочтительно использовать в количестве от 1 до 4 мас.%,In addition, it was shown that the use of technological additives at the stages of forming a dry precursor makes it possible to obtain catalyst granules of the desired shape and size without a significant deterioration in the catalytic properties relative to the initial dry precursor (Table 7). In this case, it is important to use the following combination as such additives: talc at the stage of obtaining a granulate (stage (b1) in accordance with the description of the present invention) and graphite at the stage of compaction of said granulate (stage (b 3 )). Talc is preferably used in an amount of from 1 to 4 wt.%,

--

Claims (64)

наиболее предпочтительно 2 мас.%. Графит предпочтительно использовать в количестве от 0,5 до 3 мас.%, наиболее предпочтительно 1 мас.%.most preferably 2 wt%. Graphite is preferably used in an amount of 0.5 to 3% by weight, most preferably 1% by weight. Полученный катализатор характеризуется высокой механической прочностью (пример 9, табл. 8), а также стабильностью работы в процессах окисления (пример 10, табл. 9).The resulting catalyst is characterized by high mechanical strength (example 9, table. 8), as well as stability in oxidation processes (example 10, table. 9). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ формования сухого прекурсора катализатора с получением гранулированного катализатора, отличающийся тем, что включает следующие последовательные этапы:1. A method for molding a dry catalyst precursor to obtain a granular catalyst, characterized in that it includes the following successive steps: i) смешение сухого прекурсора катализатора с тальком, взятым в количестве от 1 до 4 мас.%;i) mixing the dry catalyst precursor with talc, taken in an amount of from 1 to 4 wt.%; ii) формирование фракции катализатора из полученной на этапе (i) смеси;ii) forming a catalyst fraction from the mixture obtained in step (i); iii) смешение полученной на этапе (ii) фракции с графитом, взятым в количестве от 0,5 до 3 мас.%;iii) mixing the fraction obtained in step (ii) with graphite taken in an amount of from 0.5 to 3 wt.%; iv) прессование полученной на этапе (iii) композиции с получением гранулированного катализатора.iv) compressing the composition obtained in step (iii) to obtain a granular catalyst. 2. Способ по п.1, где тальк используют в количестве 2 мас.%.2. The method according to claim 1, where talc is used in an amount of 2 wt.%. 3. Способ по п.1 или 2, где в качестве талька используют материал подкласса силикатов общей формулы Mg3[Si4O10](OH)2, в котором магний замещен Fe, Ni, Al, Cr.3. The method according to claim 1 or 2, where as talc a material of a subclass of silicates of the general formula Mg 3 [Si 4 O 10 ](OH) 2 is used, in which magnesium is substituted by Fe, Ni, Al, Cr. 4. Способ по любому из пп.1-3, где тальк представляет собой порошок с размером частиц не более 12 мкм.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the talc is a powder with a particle size of not more than 12 µm. 5. Способ по любому из пп.1-4, где тальк представляет собой порошок с размером частиц не более 8 мкм.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the talc is a powder with a particle size of not more than 8 microns. 6. Способ по любому из пп.1-5, где тальк содержит воду в количестве менее 0,5 мас.%.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the talc contains water in an amount of less than 0.5 wt.%. 7. Способ по любому из пп.1-6, где графит используют в количестве 1 мас.%.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the graphite is used in an amount of 1 wt.%. 8. Способ по любому из пп.1-7, где используют графит с размером частиц от 2 до 25 мкм.8. The method according to any one of claims 1 to 7, where graphite with a particle size of 2 to 25 microns is used. 9. Способ по любому из пп.1-8, где используют графит, зольность которого составляет не более чем от 13 до 25 мас.%.9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein graphite is used, the ash content of which is not more than 13 to 25 wt.%. 10. Способ по любому из пп.1-9, где используют графит, зольность которого составляет не более 18 мас.%.10. The method according to any one of claims 1 to 9, where graphite is used, the ash content of which is not more than 18 wt.%. 11. Способ по любому из пп.1-10, где графит содержит воду в количестве менее 1 мас.%.11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the graphite contains water in an amount of less than 1 wt%. 12. Способ по любому из пп.1-11, где фракция катализатора включает частицы с размером от 0,25 до 0,5 мм.12. The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the catalyst fraction comprises particles with a size of 0.25 to 0.5 mm. 13. Способ по любому из пп.1-12, где формирование фракции катализатора осуществляют путем прессования смеси сухого прекурсора катализатора и талька с получением гранул или таблеток и последующего измельчения полученных гранул и таблеток.13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the formation of the catalyst fraction is carried out by pressing a mixture of dry catalyst precursor and talc to obtain granules or tablets and subsequent grinding of the obtained granules and tablets. 14. Способ по п.13, где прессование осуществляют с помощью гидравлического пресса при давлении от 20 до 50 т/см2.14. The method according to claim 13, where the pressing is carried out using a hydraulic press at a pressure of 20 to 50 t/cm 2 . 15. Способ по п.13 или 14, где прессование осуществляют с помощью гидравлического пресса при давлении 30 т/см2.15. The method according to claim 13 or 14, where the pressing is carried out using a hydraulic press at a pressure of 30 t/cm 2 . 16. Способ получения гранулированного катализатора для процессов окисления, который включает следующие стадии:16. A method for producing a granular catalyst for oxidation processes, which includes the following steps: a) получение сухого прекурсора катализатора, содержащего по меньшей мере одно соединение каждого из элементов из группы, состоящей из молибдена (Мо), ванадия (V), теллура (Те) и/или сурьмы (Sb), а также ниобия (Nb) и/или тантала (Та);a) obtaining a dry catalyst precursor containing at least one compound of each of the elements from the group consisting of molybdenum (Mo), vanadium (V), tellurium (Te) and/or antimony (Sb), and niobium (Nb) and /or tantalum (Ta); b) формование полученного на стадии (а) сухого прекурсора с получением гранулированного катализатора, отличающийся тем, что стадия формования (b) включает следующие этапы:b) molding the dry precursor obtained in step (a) to obtain a granular catalyst, characterized in that molding step (b) includes the following steps: b1) смешение сухого прекурсора, полученного на стадии (а), с тальком, взятым в количестве от 1 до 4 мас.%;b1) mixing the dry precursor obtained in step (a) with talc, taken in an amount of from 1 to 4 wt.%; b2) формирование фракции катализатора с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм из полученной на этапе (bi) смеси;b 2 ) forming a catalyst fraction with a particle size of 0.25 to 0.5 mm from the mixture obtained in step (bi); b3) смешение полученной на этапе (b2) фракции с графитом, взятым в количестве от 0,5 до 3 мас.%;b 3 ) mixing obtained in step (b 2 ) fraction with graphite, taken in an amount of from 0.5 to 3 wt.%; b4) прессование образованной на этапе (b3) композиции с получением гранулированного катализатора;b 4 ) pressing the composition formed in step (b 3 ) to obtain a granular catalyst; b5) термическая обработка полученного на этапе (b4) гранулированного катализатора.b 5 ) heat treatment obtained in step (b 4 ) granular catalyst. 17. Способ по п.16, где тальк используют в количестве 2 мас.%.17. The method according to claim 16, where talc is used in an amount of 2 wt.%. 18. Способ по п.16 или 17, где графит используют в количестве 1 мас.%.18. The method according to claim 16 or 17, where graphite is used in an amount of 1 wt.%. 19. Способ по любому из пп.16-18, где стадия получения сухого прекурсора (а) включает следующие этапы (а1-а3):19. The method according to any one of claims 16-18, where the stage of obtaining a dry precursor (a) includes the following steps (a1-a 3 ): а1) смешивание с водой по меньшей мере одного соединения каждого из элементов группы, состоящей из Мо, V, Те и/или Sb, а также Nb и/или Та с получением водной суспензии переходных металлов;a1) mixing with water at least one compound of each of the elements of the group consisting of Mo, V, Te and/or Sb, and Nb and/or Ta to obtain an aqueous suspension of transition metals; а2) сушка водной суспензии переходных металлов для удаления растворителя с получением сухого прекурсора катализатора;a 2 ) drying the aqueous suspension of transition metals to remove the solvent to obtain a dry catalyst precursor; - 18 040962 а3) необязательно пропитка сухого прекурсора катализатора раствором модифицирующей добавки и последующая сушка с получением модифицированного сухого прекурсора катализатора.- 18 040962 a 3 ) optional impregnation of the dry catalyst precursor with a modifying agent solution and subsequent drying to obtain a modified dry catalyst precursor. 20. Способ по п.19, где на этапе (a1) для получения водной суспензии переходных металлов предварительно получают два водных раствора, один из которых содержит Мо, V, Те и/или Sb (раствор 1), а другой (раствор 2) содержит Nb и/или Та, и затем осуществляют их смешение.20. The method according to claim 19, where in step (a1) to obtain an aqueous suspension of transition metals, two aqueous solutions are first prepared, one of which contains Mo, V, Te and / or Sb (solution 1), and the other (solution 2) contains Nb and/or Ta, and then they are mixed. 21. Способ по п.20, где раствор 1 получают путем добавления при постоянном перемешивании в дистиллированную воду по меньшей мере одного соединения каждого из Мо, V, Те и/или Sb при температуре от 80 до 100°С, предпочтительно от 50 до 90°С.21. The method according to claim 20, where solution 1 is obtained by adding with constant stirring to distilled water at least one compound of each of Mo, V, Te and / or Sb at a temperature of from 80 to 100 ° C, preferably from 50 to 90 °C. 22. Способ по п.20 или 21, где раствор 2 получают путем добавления при постоянном перемешивании в дистиллированную воду по меньшей мере одного соединения Nb и/или Та при температуре от 15 до 45°С, предпочтительно от 20 до 35°С.22. Method according to claim 20 or 21, wherein solution 2 is prepared by adding at least one Nb and/or Ta compound to distilled water with constant stirring at a temperature of 15 to 45°C, preferably 20 to 35°C. 23. Способ по любому из пп.20-22, где после смешения указанных растворов 1 и 2 осуществляют выдерживание полученной суспензии при комнатной температуре в течение от 0,5 до 24 ч, наиболее предпочтительно от 1 до 10 ч.23. The method according to any one of claims 20 to 22, wherein after mixing said solutions 1 and 2, the resulting suspension is kept at room temperature for 0.5 to 24 hours, most preferably 1 to 10 hours. 24. Способ по любому из пп.19-23, где при получении водной суспензии поддерживают рН в диапазоне рН от 2,5 до 3,5.24. The method according to any one of claims 19 to 23, wherein the pH is maintained in the pH range of 2.5 to 3.5 in the preparation of the aqueous suspension. 25. Способ по любому из пп.19-24, где этап (a1) включает добавление золя диоксида кремния в количестве от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 10 до 25 мас.%.25. The method according to any one of claims 19 to 24, wherein step (a1) comprises adding a silica sol in an amount of 5 to 50% by weight, preferably 10 to 25% by weight. 26. Способ по любому из пп.19-25, где в качестве соединения молибдена (Мо) используют по меньшей мере одну соль, выбранную из группы, включающей бромид молибдена, диоксидибромид молибдена (VI), диоксидихлорид молибдена (VI), молибдат калия, молибдат кальция, молибдат магния, молибдат натрия, парамолибдат аммония.26. The method according to any one of claims 19 to 25, wherein at least one salt selected from the group consisting of molybdenum bromide, molybdenum (VI) dioxidedibromide, molybdenum (VI) dioxidedichloride, potassium molybdate, is used as the molybdenum (Mo) compound, calcium molybdate, magnesium molybdate, sodium molybdate, ammonium paramolybdate. 27. Способ по любому из пп.19-26, где в качестве соединения ванадия (V) используют по меньшей мере одну соль, выбранную из группы, включающей бромид ванадия, оксидифторид ванадия (IV), оксидибромид ванадия (IV), сульфат ванадия (II), хлорид ванадия (II), метаванадат калия, метаванадат натрия, метаванадат магния, метаванадат аммония.27. The method according to any one of claims 19-26, where at least one salt selected from the group consisting of vanadium bromide, vanadium (IV) oxydifluoride, vanadium (IV) oxydibromide, vanadium sulfate ( II), vanadium(II) chloride, potassium metavanadate, sodium metavanadate, magnesium metavanadate, ammonium metavanadate. 28. Способ по любому из пп.19-26, где в качестве соединения ниобия (Nb) используют ниобиевую кислоту или оксалат ниобия в виде твердого вещества, смеси или дисперсии.28. The method according to any one of claims 19 to 26 wherein the niobium (Nb) compound is niobic acid or niobium oxalate as a solid, mixture or dispersion. 29. Способ по любому из пп.19-28, где в качестве соединения теллура (Те) используют по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, включающей теллуровую кислоту, теллурат аммония, диоксид теллура.29. The method according to any one of claims 19 to 28, wherein at least one compound selected from the group consisting of telluric acid, ammonium tellurate, tellurium dioxide is used as the tellurium (Te) compound. 30. Способ по любому из пп.19-29, где на этапе (а2) сушку осуществляют посредством распылительной сушки.30. The method according to any one of claims 19 to 29, wherein in step (a 2 ) the drying is carried out by spray drying. 31. Способ по любому из пп.19-30, где на этапе (а2) сушку проводят при температуре от 100 до 300°С.31. The method according to any one of claims 19 to 30, wherein in step (a 2 ) the drying is carried out at a temperature of 100 to 300°C. 32. Способ по любому из пп.19-31, где на этапе (а3) до осуществления пропитки сухого прекурсора катализатора раствором модифицирующей добавки осуществляют прокаливание сухого прекурсора при температуре от 300 до 600°С.32. The method according to any one of claims 19-31, wherein in step (a 3 ), prior to the impregnation of the dry catalyst precursor with the modifying additive solution, the dry precursor is calcined at a temperature of 300 to 600°C. 33. Способ по любому из пп.19-32, где на этапе (а3) в качестве модифицирующей добавки используют по меньшей мере одно соединение по меньшей мере одного переходного металла, выбранного из группы, состоящей из Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe и Ni.33. The method according to any one of claims 19-32, where in step (a 3 ) at least one compound of at least one transition metal selected from the group consisting of Bi, Ge, Ce, Ga, Co, Fe and Ni. 34. Способ по любому из пп.19-33, где в качестве модифицирующей добавки используют по меньшей мере одно соединение Се и/или Ge.34. The method according to any one of claims 19 to 33, wherein at least one Ce and/or Ge compound is used as the modifying agent. 35. Способ по любому из пп.19-34, где на этапе (а3) сушку осуществляют при температуре от 100 до 200°С, предпочтительно 120°С.35. The method according to any one of claims 19 to 34, wherein in step (a 3 ) the drying is carried out at a temperature of from 100 to 200°C, preferably 120°C. 36. Способ по любому из пп.19-35, где на этапе (а3) сушку осуществляют в течение периода времени от 10 до 20 ч.36. The method according to any one of claims 19 to 35, wherein in step (a 3 ), drying is carried out over a period of 10 to 20 hours. 37. Способ по любому из пп.16-36, где смешение на стадиях (b1) и (b3) осуществляют при помощи механического перемешивания.37. The method according to any one of claims 16 to 36, wherein the mixing in steps (b1) and (b 3 ) is carried out by mechanical agitation. 38. Способ по любому из пп.16-37, где на этапе (bi) в качестве талька используют материал подкласса силикатов общей формулы Mg3[Si4O10](OH)2, в котором магний замещен Fe, Ni, Al, Cr.38. The method according to any one of claims 16-37, wherein in step (bi) the talc is a material of the silicate subclass of the general formula Mg 3 [Si4O 10 ](OH) 2 in which magnesium is substituted by Fe, Ni, Al, Cr. 39. Способ по любому из пп.16-38, где на этапе (b1) тальк представляет собой порошок с размером частиц не более 12 мкм.39. The method according to any one of claims 16 to 38, wherein in step (b1) the talc is a powder with a particle size of at most 12 µm. 40. Способ по любому из пп.16-39, где на этапе (b1) тальк представляет собой порошок с размером частиц не более 8 мкм.40. The method according to any one of claims 16 to 39, wherein in step (b1) the talc is a powder with a particle size of at most 8 µm. 41. Способ по любому из пп.16-40, где тальк содержит воду в количестве менее 0,5 мас.%.41. The method according to any one of claims 16-40, wherein the talc contains water in an amount of less than 0.5 wt%. 42. Способ по любому из пп.16-41, где на этапе (b2) формирование фракции катализатора с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм осуществляют путем прессования полученной на этапе (b1) смеси сухого прекурсора катализатора и талька с получением гранул или таблеток и последующего измельчения полученных гранул и таблеток до получения частиц указанных размеров.42. The method according to any one of claims 16-41, where in step (b 2 ) the formation of a catalyst fraction with a particle size of 0.25 to 0.5 mm is carried out by pressing the mixture of dry catalyst precursor and talc obtained in step (b1) with obtaining granules or tablets and subsequent grinding of the obtained granules and tablets to obtain particles of the indicated sizes. 43. Способ по п.42, где прессование осуществляют с помощью гидравлического пресса при давле-43. The method according to claim 42, where the pressing is carried out using a hydraulic press at a pressure - 19 040962 нии от 20 до 50 т/см2.- 19 040962 ni from 20 to 50 t/cm 2 . 44. Способ по п.42 или 43, где прессование осуществляют с помощью гидравлического пресса при давлении 30 т/см2.44. The method according to claim 42 or 43, where the pressing is carried out using a hydraulic press at a pressure of 30 t/cm 2 . 45. Способ по любому из пп.16-44, где на этапе (b3) используют графит с размером частиц от45. The method according to any one of claims 16-44, where in step (b 3 ) graphite is used with a particle size of 2 до 25 мкм.2 to 25 µm. 46. Способ по любому из пп.16-45, где на этапе (b3) используют графит, зольность которого составляет не более чем от 13 до 25 мас.%.46. The method according to any one of claims 16 to 45, wherein in step (b 3 ) graphite is used, the ash content of which is not more than 13 to 25 wt%. 47. Способ по любому из пп.16-46, где на этапе (b3) используют графит, зольность которого составляет не более 18 мас.%.47. The method according to any one of claims 16 to 46, wherein in step (b 3 ) graphite is used, the ash content of which is not more than 18 wt.%. 48. Способ по любому из пп.16-47, где графит содержит воду в количестве менее 1 мас.%.48. The method according to any one of claims 16-47, wherein the graphite contains water in an amount of less than 1 wt%. 49. Способ по любому из пп.16-48, где на этапе (b5) термическая обработка представляет собой прокаливание гранул катализатора в потоке воздуха при температуре от 275 до 350°С, предпочтительно 310°С, а затем в потоке инертного газа или в потоке воздуха с инертным газом, или в вакууме, или без доступа воздуха при температуре 600°С.49. The method according to any one of claims 16-48, where in step (b 5 ) the heat treatment is the calcination of the catalyst pellets in an air stream at a temperature of from 275 to 350 ° C, preferably 310 ° C, and then in an inert gas stream or in a stream of air with an inert gas, or in a vacuum, or without access to air at a temperature of 600°C. 50. Способ по п.49, где прокаливание гранул катализатора в потоке воздуха при температуре от 275 до 350°С, предпочтительно 310°С осуществляют в течение периода времени от 10 до 20 мин.50. The method according to claim 49, wherein the calcination of the catalyst pellets in a stream of air at a temperature of from 275 to 350°C, preferably 310°C is carried out for a period of time from 10 to 20 minutes. 51. Способ по п.49, где прокаливание гранул катализатора в потоке инертного газа, или в потоке воздуха с инертным газом, или в вакууме, или без доступа воздуха при температуре 600°С осуществляют в течение периода времени от 1,5 до 3 ч, предпочтительно 2 ч.51. The method according to claim 49, where the calcination of the catalyst pellets in an inert gas stream, or in an air stream with an inert gas, or in a vacuum, or without air access at a temperature of 600 ° C is carried out for a period of time from 1.5 to 3 hours , preferably 2 hours. 52. Способ по любому из пп.16-51, где прекурсор катализатора, получаемый на стадии (а), дополнительно содержит одно или несколько соединений металлов, выбранных из группы, включающей висмут (Bi), германий (Ge), церий (Се), галий (Ga), кобальт (Со), железо (Fe) и никель (Ni).52. The method according to any one of claims 16-51, wherein the catalyst precursor obtained in step (a) further comprises one or more metal compounds selected from the group consisting of bismuth (Bi), germanium (Ge), cerium (Ce) , gallium (Ga), cobalt (Co), iron (Fe), and nickel (Ni). 53. Способ по п.52, где в качестве соединений металлов, выбранных из группы, включающей висмут (Bi), германий (Ge), церий (Се), галий (Ga), кобальт (Со), железо (Fe) и никель (Ni), используют хлориды, сульфаты, нитраты, оксиды или ацетаты указанных металлов.53. The method according to claim 52, where as metal compounds selected from the group including bismuth (Bi), germanium (Ge), cerium (Ce), gallium (Ga), cobalt (Co), iron (Fe) and nickel (Ni), use chlorides, sulfates, nitrates, oxides or acetates of these metals. 54. Применение комбинации талька, взятого в количестве от 1 до 4 мас.%, и графита, взятого в количестве от 0,5 до 3 мас.%, для формования сухого прекурсора катализатора с получением гранулированного катализатора, при этом тальк смешивают с сухим прекурсором катализатора, после чего осуществляют формирование из полученной смеси фракции катализатора, а затем смешивают полученную фракцию катализатора с графитом и полученную смесь прессуют с получением гранулированного катализатора.54. The use of a combination of talc, taken in an amount of from 1 to 4 wt.%, and graphite, taken in an amount of from 0.5 to 3 wt.%, for molding a dry catalyst precursor to obtain a granular catalyst, while talc is mixed with a dry precursor catalyst, after which the formation of a catalyst fraction from the resulting mixture is carried out, and then the resulting catalyst fraction is mixed with graphite, and the resulting mixture is pressed to obtain a granular catalyst. 55. Гранулированный катализатор общей формулы Mo1VaBbCcXdOn, полученный способом по любому из пп.16-53 и содержащий тальк и графит, где X обозначает по меньшей мере один из элементов, выбранных из Bi, Ge, Се, Ga, Co, Fe и Ni; В представляет собой Те и/или Sb; С представляет собой Nb и/или Та; а, b, с, d - атомные соотношения металлов, где 0,006<а<1, 0,006<b<1, 0,001<c<0,5, 0<d<0,1; n определяется валентностью элементов, входящих в состав катализатора.55. Granular catalyst of general formula Mo1V a B b C c X d O n obtained by the method according to any one of claims 16-53 and containing talc and graphite, where X denotes at least one of the elements selected from Bi, Ge, Ce , Ga, Co, Fe and Ni; B is Te and/or Sb; C is Nb and/or Ta; a, b, c, d - atomic ratios of metals, where 0.006<a<1, 0.006<b<1, 0.001<c<0.5, 0<d<0.1; n is determined by the valency of the elements that make up the catalyst. 56. Гранулированный катализатор по п.55, где атомные соотношения металлов составляют 0,1<а<0,5, 0,1<b<0,5, 0,001<c<0,5, 0<d<0,05.56. A granular catalyst according to claim 55, wherein the metal atomic ratios are 0.1<a<0.5, 0.1<b<0.5, 0.001<c<0.5, 0<d<0.05. 57. Гранулированный катализатор по п.55 или 56, где атомные соотношения металлов составляют 0,25<а<0,35, 0,17<b<0,23, 0,10<с<0,14.57. A granular catalyst according to claim 55 or 56, wherein the metal atomic ratios are 0.25<a<0.35, 0.17<b<0.23, 0.10<c<0.14. 58. Гранулированный катализатор по любому из пп.55-57, дополнительно модифицированный золем диоксида кремния, взятым в количестве от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 10 до 25 мас.%.58. Granular catalyst according to any one of claims 55 to 57, further modified with a silica sol, taken in an amount of from 5 to 50 wt.%, preferably from 10 to 25 wt.%. 59. Гранулированный катализатор по любому из пп.55-58, при этом катализатор характеризуется наличием 2-х кристаллических фаз, имеющих характеристические пики при 2θ, равных 6,6, 7,9, 9,0, 22,1, 27,2° (фаза M1), и при 2θ, равных 22,1, 28,2, 36,1, 45,1, 50,0° (фаза М2).59. Granular catalyst according to any one of claims 55-58, wherein the catalyst is characterized by the presence of 2 crystalline phases having characteristic peaks at 2θ equal to 6.6, 7.9, 9.0, 22.1, 27.2 ° (phase M1), and at 2θ equal to 22.1, 28.2, 36.1, 45.1, 50.0° (phase M2). 60. Гранулированный катализатор по п.59, при этом катализатор характеризуется соотношением фаз М1/М2, приблизительно равным 9/1.60. A granular catalyst according to claim 59, wherein the catalyst has an M1/M2 phase ratio of approximately 9/1. 61. Гранулированный катализатор по п.59, при этом катализатор обогащен активной фазой M1, в то время как содержание фазы М2 находится в диапазоне от 2,2 до 20%.61. A granular catalyst according to claim 59, wherein the catalyst is enriched in active phase M1 while the content of phase M2 is in the range of 2.2 to 20%. 62. Гранулированный катализатор по любому из пп.55-61, при этом катализатор характеризуется удельной поверхностью в диапазоне от 2 до 12 м2/г, предпочтительно от 5 до 7 м2/г.62. A granular catalyst according to any one of claims 55 to 61, wherein the catalyst has a specific surface area in the range of 2 to 12 m 2 /g, preferably 5 to 7 m 2 /g. 63. Способ окисления пропана с целью получения акриловой кислоты в присутствии катализатора по любому из пп.55-62.63. A process for oxidizing propane to produce acrylic acid in the presence of a catalyst according to any one of claims 55-62. 64. Способ окисления пропана с целью получения акриловой кислоты в присутствии катализатора по любому из пп.55-62, который включает стадии, на которых64. A method for oxidizing propane to produce acrylic acid in the presence of a catalyst according to any one of claims 55 to 62, which includes the steps in which i) сырьевой поток газов, содержащий пропан, водяной пар и окисляющий агент подают в реактор в реакционную зону окисления пропана, в которой находится гранулированный катализатор окисления по любому из пп.55-62;i) a gaseous feed stream containing propane, steam and an oxidizing agent is fed into the reactor into a propane oxidation reaction zone containing a granular oxidation catalyst according to any one of claims 55 to 62; ii) полученную на выходе из реакционной зоны окисления пропана газовую смесь, содержащую акриловую кислоту, непрореагировавшие пропан и пропилен, оксиды углерода подают на стадию разделения жидких и газообразных продуктов с последующим выделением акриловой кислоты.ii) the gas mixture obtained at the exit from the propane oxidation reaction zone, containing acrylic acid, unreacted propane and propylene, carbon oxides, is fed to the stage of separation of liquid and gaseous products, followed by isolation of acrylic acid. --
EA202091358 2017-12-11 METHOD FOR PRODUCING GRANULATED CATALYST FOR OXIDATION PROCESSES EA040962B1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040962B1 true EA040962B1 (en) 2022-08-24

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101441150B1 (en) Improved maleic anhydride catalyst and method for its preparation
JPS6112488B2 (en)
US20060063951A1 (en) Catalyst and process for production of acrylic acid
DE10101695A1 (en) Heterogeneous catalyzed gas phase production of (meth)acrolein and/or meth(acrylic acid) using mixed oxide catalyst formed into geometrically shaped article of specific geometric characteristics
US4238359A (en) Process for preparing spherical shaped pelletized oxide catalysts comprising molybdenum and phosphorus
DE102014203725A1 (en) Oxidation catalyst with saddle-shaped carrier shaped body
EP3068754A1 (en) Process for preparing an unsaturated aldehyde and/or an unsaturated carboxylic acid
WO2019117744A1 (en) Method for producing a granular catalyst for oxidation processes
JPS5829139B2 (en) Catalyst composition for the production of metaflorein
WO2016189010A1 (en) Method for producing a bismuth- and tungsten-containing multielement oxide by means of co-precipitation
JP2007229561A (en) Molybdenum oxide, catalyst, method for manufacturing the catalyst and method for producing (meth)acrylic acid or the like
JP5280859B2 (en) Method for synthesizing heteropolyacid catalysts for the oxidation of unsaturated aldehydes to unsaturated carboxylic acids
EP2647429B1 (en) Catalyst for producing unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid production method using said catalyst
EA040962B1 (en) METHOD FOR PRODUCING GRANULATED CATALYST FOR OXIDATION PROCESSES
JP3690939B2 (en) Catalyst for synthesizing methacrylic acid and method for producing methacrylic acid
JP4515769B2 (en) Catalyst for producing unsaturated aldehyde and unsaturated carboxylic acid, and method for producing the same
US7030269B2 (en) Catalyst and process for production of acrylic acid
JP2003220334A (en) Compound oxide catalyst and method for manufacturing the same
JPS63315148A (en) Catalyst of synthesis of methacrylic acid and preparation thereof showing excellent reproducibility
JP4424192B2 (en) Method for producing composite oxide catalyst
JP2004000936A (en) Method for regenerating deteriorated catalyst
JPH0448498B2 (en)
US7279442B2 (en) Process for producing catalyst for production of unsaturated aldehyde and unsaturated carboxylic acid
WO2024084002A1 (en) Mechanically stable vpo catalyst and process for the production thereof
JP4065709B2 (en) Regeneration method of deteriorated catalyst