HRP920509A2 - Shaped oxidation catalyst structures for the production of maleic anhydride - Google Patents

Shaped oxidation catalyst structures for the production of maleic anhydride Download PDF

Info

Publication number
HRP920509A2
HRP920509A2 HR920509A HRP920509A HRP920509A2 HR P920509 A2 HRP920509 A2 HR P920509A2 HR 920509 A HR920509 A HR 920509A HR P920509 A HRP920509 A HR P920509A HR P920509 A2 HRP920509 A2 HR P920509A2
Authority
HR
Croatia
Prior art keywords
oxidation catalytic
catalytic structure
structure according
catalytic
group
Prior art date
Application number
HR920509A
Other languages
Croatian (hr)
Inventor
Jerry Rudolph Ebner
Robert Andrew Keppel
Original Assignee
Monsanto Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from YU162091A external-priority patent/YU162091A/en
Application filed by Monsanto Co filed Critical Monsanto Co
Publication of HRP920509A2 publication Critical patent/HRP920509A2/en

Links

Description

Područje tehnike The field of technology

Izum spada u područje katalitičke kemije. The invention belongs to the field of catalytic chemistry.

Tehnički problem Technical problem

Ovaj izum se odnosi na oblikovane oksidacione katalitičke strukture. Točnije, odnosi se na oblikovane oksidacione katalitičke strukture koje sadrže katalitički materijal sastavljen od miješanih oksida vanadija i fosfora prikladnih za proizvodnju maleinskog anhidrida putem djelomične oksidacije nearomatskih ugljikovodika u plinskoj fazi s molekularnim kisikom ili plinom koji sadrži molekularni kisik. This invention relates to shaped oxidation catalytic structures. More specifically, it refers to shaped oxidation catalytic structures containing a catalytic material composed of mixed oxides of vanadium and phosphorus suitable for the production of maleic anhydride via the partial oxidation of non-aromatic hydrocarbons in the gas phase with molecular oxygen or a gas containing molecular oxygen.

Stanje tehnike State of the art

Poznato je da je fizički oblik katalizatora u heterogenoj katalizi značajan čimbenik koji određuje njegovu aktivnost i produktivnost. Općenito, određeni katalizator pokazuje povećanje aktivnosti u srazmjeru sa smanjenjem veličine čestica katalizatora. Međutim, u reaktorskim sistemima s nepokretnim slojem smanjenje veličine čestica katalizatora dovodi do povećanja pada tlaka kroz katalitički sloj. Ova pojava proizlazi iz boljeg slaganja čestica katalizatora u katalitičkom sloju. I kako pad tlaka kroz katalitički sloj raste, količina reaktantskog plina koji može proći kroz katalitički sloj na postavljenom izlaznom tlaku postaje ograničena. Obrnuto, kako se povećava veličina čestica katalizatora radi poboljšanja pada tlaka kroz katalitički sloj, gubitak katalitičke aktivnosti proizlazi između ostalog i iz učinka niže gustoće katalitičke šarže, tj . količine katalizatora po jedinici reaktivnog volumena. It is known that the physical form of the catalyst in heterogeneous catalysis is a significant factor that determines its activity and productivity. In general, a given catalyst shows an increase in activity in proportion to the decrease in catalyst particle size. However, in fixed bed reactor systems, the reduction in catalyst particle size leads to an increase in the pressure drop across the catalyst bed. This phenomenon results from a better arrangement of the catalyst particles in the catalytic layer. And as the pressure drop across the catalytic bed increases, the amount of reactant gas that can pass through the catalytic bed at the set outlet pressure becomes limited. Conversely, as the size of the catalyst particles increases in order to improve the pressure drop through the catalytic layer, the loss of catalytic activity results, among other things, from the effect of a lower density of the catalytic batch, i.e. amount of catalyst per unit of reactive volume.

U cilju svladavanja teškoća koje se javljaju s obzirom na katalitičku aktivnost i produktivnost i pad tlaka kroz katalitički sloj, u dosadašnjim radovima opisani su brojni katalitički oblici. In order to overcome the difficulties that arise with regard to catalytic activity and productivity and pressure drop through the catalytic layer, numerous catalytic forms have been described in previous works.

US patenti br. 4 370 492 i 4 370 261 opisuju zvjezdaste ili rebraste oblike katalitičkog nosača u svrhu primjene za nošenje aktivnih metala za proizvodnju vinil acetata u reakciji plinske faze etilena s octenom kiselinom i (molekularnim) kisikom ili plinovima koji sadrže (molekularni) kisik. US patents no. 4 370 492 and 4 370 261 describe star or ribbed forms of a catalytic support for use in supporting active metals for the production of vinyl acetate in the gas phase reaction of ethylene with acetic acid and (molecular) oxygen or gases containing (molecular) oxygen.

US patenti br. 4 342 603 i 4 328 130 opisuju katalizator za pretvorbu ugljikovodika koji ima uglavnom oblik cilindra s mnoštvom uzdužnih kanala koji idu radijalno od periferije cilindra i stvaraju između sebe izbočine. Izbočine su opisane kao da imaju maksimalnu širinu veću od. maksimalnih širina kanala. US patents no. 4,342,603 and 4,328,130 describe a hydrocarbon conversion catalyst having a generally cylindrical shape with a plurality of longitudinal channels running radially from the periphery of the cylinder and forming protrusions between them. The protrusions are described as having a maximum width greater than. maximum channel widths.

US patenti br. 4 133 777 i 4 116 819 opisuju katalizatore u obliku izduženih istisaka koji imaju alternativne uzdužne zareze i izbočine na površini. Takvi katalizatori navodno nalaze primjenu za hidrodesulfurizaciju zaostalih petrolejnih ulja, tekućih ugljena, ulja škriljaca i ulja iz pijeska. US patents no. 4,133,777 and 4,116,819 describe catalysts in the form of elongated extrusions having alternating longitudinal notches and ridges on the surface. Such catalysts reportedly find applications for hydrodesulfurization of residual petroleum oils, liquid coal, shale oil, and sand oil.

US patent br, 3 966 644 opisuje oblikovane porozne katalizatore koji su određeni kao konkavni geometrijski cilindri polilobularnoga oblika. Katalizatori su navodno korisni u hidriranju ugljikovodika s povećanim katalitičkim učinkom nad uobičajeno oblikovanim katalizatorima. US Patent No. 3,966,644 describes shaped porous catalysts that are defined as concave geometric cylinders of polylobular shape. The catalysts are said to be useful in the hydrogenation of hydrocarbons with increased catalytic performance over conventionally designed catalysts.

U US patentu br. 3 957 627, uglavnom sferni katalizator koji ima prazan centar i otvor koji se prostire prema vanjskoj površini opisan je kao pogodan za hidriranje ugljikovodika koji sadrže spojeve sa ugljik-sumpor, ugljik-dušik i/ili ugljik-kisik vezama. In US patent no. 3,957,627, a generally spherical catalyst having a hollow center and an opening extending to the outer surface is described as suitable for hydrogenating hydrocarbons containing compounds with carbon-sulfur, carbon-nitrogen and/or carbon-oxygen bonds.

US patent br. 3 347 798 opisuje šuplje loptaste katalizatore koji su pogodni za primjenu u širokom rasponu reakcija s fluidnim slojem, npr. u hidrogenaciji, oksidaciji, dehidrogenaciji, dehidraciji, polimerizaciji, kondenzaciji, aminaciji, redukciji aromatskih nitro spojeva, krekovanju, rafiniranju ugljikovodika, alkilaciji ugljikovodika ili njihovih derivata i također aromatičnih amino, nitro i aminonitro spojeva redukcijom ili reakcijom s alkoholima i također proizvodnji alkanolamina, diamina, difenilamina i imina. US patent no. 3,347,798 describes hollow ball catalysts suitable for use in a wide range of fluidized bed reactions, e.g., in hydrogenation, oxidation, dehydrogenation, dehydration, polymerization, condensation, amination, reduction of aromatic nitro compounds, cracking, hydrocarbon refining, hydrocarbon alkylation or their derivatives and also aromatic amino, nitro and aminonitro compounds by reduction or reaction with alcohols and also the production of alkanolamines, diamines, diphenylamines and imines.

Usprkos gore navedenom, međutim, kataliza ostaje u osnovi neegzaktna nauka, tj. iskustvena tehnika nerazjašnjena pravilima koja odlučuju o sigurnosti i mogućnosti izričaja. Tako, odlučujući učinak oblika katalizatora na određenu katalitičku reakciju sa određenim katalitičkim materijalom nije jednoznačno objašnjiv. Poglavito je to zbog toga što svaka katalitička reakcija ima jedinstvenu reakcionu kinetiku, a dati katalizator ima jedinstvene karakteristike formiranja. Despite the above, however, catalysis remains fundamentally an inexact science, i.e. an experiential technique not clarified by the rules that determine the certainty and possibility of expression. Thus, the decisive effect of the shape of the catalyst on a specific catalytic reaction with a specific catalytic material is not unambiguously explained. This is mainly because each catalytic reaction has unique reaction kinetics, and a given catalyst has unique formation characteristics.

Proizvodnja maleinskog anhidrida putem djelomične oksidacije ugljikovodika u plinskoj fazi s molekularnim kisikom ili plinom koji sadrži molekulski kisik u prisutnosti vanadij-fosfor oksidnog katalizatora jedna je od takvih reakcija. Maleinski anhidrit komercijalno je značajan širom svijeta. Koristi se sam ili u kombinaciji s drugim kiselinama u proizvodnji alkil i poliesterskih smola. Također služi kao međuspoj tijekom brojnih kemijskih sinteza. Znatne se količine maleinskog anhidrida proizvode svake godine u svrhu zadovoljenja ovih različitih potreba. The production of maleic anhydride via partial oxidation of hydrocarbons in the gas phase with molecular oxygen or a gas containing molecular oxygen in the presence of a vanadium-phosphorus oxide catalyst is one such reaction. Maleic anhydrite is commercially important worldwide. It is used alone or in combination with other acids in the production of alkyl and polyester resins. It also serves as an intermediate during numerous chemical syntheses. Considerable quantities of maleic anhydride are produced each year to meet these various needs.

Razni oksidacioni katalizatori i oblici oksidacionih katalizatora korišteni su u proizvodnji maleinskog anhidrida, posebice djelomična oksidacija nearomatskih ugljikovodika koji imaju bar 4 atoma ugljika u normalnom lancu (ili cikličkoj strukturi). Općenito, takvi katalizatori sadrže miješane okside vanadija i fosfora. Točnije, takvi katalizatori u kojima je valencija vanadija između +3,8 i +4,8 smatrani su naročito pogodnim za proizvodnju maleinskog anhidrida iz zasićenih ugljikovodika koji imaju bar 4 atoma ugljika u normalnom lancu. U mnogim slučajevima takvi katalizatori također sadrže i dodatne promotorske elemente za koje se smatra da su u obliku oksida. Various oxidation catalysts and forms of oxidation catalysts have been used in the production of maleic anhydride, especially partial oxidation of non-aromatic hydrocarbons that have at least 4 carbon atoms in the normal chain (or cyclic structure). Generally, such catalysts contain mixed oxides of vanadium and phosphorus. More precisely, such catalysts in which the valence of vanadium is between +3.8 and +4.8 were considered particularly suitable for the production of maleic anhydride from saturated hydrocarbons that have at least 4 carbon atoms in the normal chain. In many cases, such catalysts also contain additional promoter elements that are thought to be in the form of oxides.

US patent br. 4 283 307 opisuje oksidacionu katalitičku strukturu za proizvodnju maleinskog anhidrida koja obuhvaća cilindar koji ima u sebi šupljinu i dalje je opisano da se sastoji uglavnom od katalitičkog materijala sastavljenog od fosfor, vanadij, kisik kompleksa. US patent no. 4,283,307 describes an oxidation catalytic structure for the production of maleic anhydride which comprises a cylinder having a cavity therein and is further described as consisting mainly of a catalytic material composed of a phosphorus, vanadium, oxygen complex.

US patenti br. 4 181 628 i 4 178 298 opisuju (čvrste) pelete (cilindre) kao podesnu oksidacionu katalitičku strukturu za proizvodnju maleinskog anhidrida. US patents no. 4 181 628 and 4 178 298 describe (solid) pellets (cylinders) as a suitable oxidation catalytic structure for the production of maleic anhydride.

US patent br. 4 632 915 opisuje katalizatore koji obuhvaćaju fosfor, vanadij i kisik, te promotorsku komponentu koja sadrži željezo i litij pogodne za djelomičnu oksidaciju nearomatskih ugljikovodika, naročito n-butana s molekularnim kisikom ili plinom koji sadrži molekularni kisik u plinskoj fazi radi dobivanja maleinskog anhidrida s izvanrednim iskorištenjem. US patent no. 4 632 915 describes catalysts comprising phosphorus, vanadium and oxygen, and a promoter component containing iron and lithium suitable for the partial oxidation of non-aromatic hydrocarbons, especially n-butane with molecular oxygen or a gas containing molecular oxygen in the gas phase to obtain maleic anhydride with extraordinary using it.

US patent br. 4 562 268 se odnosi na postupak proizvodnje maleinskog anhidrida iz nearomatskih ugljikovodika u prisutnosti vanadij/fosfor miješani oksid oksidacionog katalizatora gdje katalizator pokazuje masenu produktivnost po jednom ciklusu od barem 70 grama maleinskog anhidrida po kilogramu katalizatora na sat. US patent no. 4 562 268 refers to the process of producing maleic anhydride from non-aromatic hydrocarbons in the presence of a vanadium/phosphorus mixed oxide oxidation catalyst where the catalyst shows a mass productivity per cycle of at least 70 grams of maleic anhydride per kilogram of catalyst per hour.

US patent br. 4 333 853 opisuje vanadij/fosfor miješani oksid katalizator dobiven redukcijom vanadija uglavnom u peterovalentnom stanju do četverovalentnog stanja u prisutnosti spoja koji sadrži fosfor, a bez korozivnog redukcionog sredstva u organskoj tekućoj fazi pogodnoj za redukciju vanadija u valentno stanje manje od +5, izdvajanjem dobivenog vanadij/fosfor miješani oksid katalizatorskog prekursora, sušenjem takvog prekursora i kalcinacijom prekursora u svrhu dobivanja aktivnog katalizatora. Takvi katalizatori su navodno efikasni u oksidaciji C4 ugljikovodika, takvih kao n-butan, 1-i 2- buteni, 1,3-butadien ili njihovih smjesa u svrhu dobivanja maleinskog anhidrida sa selektivnostima koje idu od 58,7 do 68,1% i iskorištenjima (mol.%) koja se kreću od 51,4 do 59,5%. US patent no. 4 333 853 describes a vanadium/phosphorus mixed oxide catalyst obtained by reducing vanadium mainly in the pentavalent state to the tetravalent state in the presence of a phosphorus-containing compound, and without a corrosive reducing agent in an organic liquid phase suitable for reducing vanadium to a valence state of less than +5, by separating the resulting vanadium/phosphorus mixed oxide catalyst precursor, by drying such precursor and calcining the precursor in order to obtain an active catalyst. Such catalysts are supposedly efficient in the oxidation of C4 hydrocarbons, such as n-butane, 1- and 2-butenes, 1,3-butadiene or their mixtures in order to obtain maleic anhydride with selectivities ranging from 58.7 to 68.1% and yields (mol.%) ranging from 51.4 to 59.5%.

US patent br. 4 135 864 se odnosi na postupak za proizvodnju maleinskog anhidrida iz C4 normalnih ugljikovodika u prisutnosti vanadij/fosfor miješani oksid katalizatora. Katalizator se dobiva redukcijom spojeva koji sadrže peterovalentni vanadij u olefinskoj tekućoj sredini s kisikom do valencije +4, a bez korozivnog redukcijskog sredstva, izdvajanjem dobivenog katalitičkog prekursora, sušenjem katalitičkog prekursora i kalciniranjem prekursora radi dobivanja aktivnog katalizatora. US patent no. 4,135,864 relates to a process for the production of maleic anhydride from C4 normal hydrocarbons in the presence of a vanadium/phosphorus mixed oxide catalyst. The catalyst is obtained by reducing compounds containing pentavalent vanadium in an olefinic liquid medium with oxygen up to a valence of +4, without a corrosive reducing agent, separating the resulting catalytic precursor, drying the catalytic precursor and calcining the precursor to obtain an active catalyst.

US patent br. 4 312 787 opisuje katalizator koji obuhvaća inertni nosač i katalitički aktivni miješani oksidni materijal koji pokriva vanadij i fosfor ili vanadij, fosfor i uran na vanjskoj površini nosača u količini većoj od 50 do oko 801 mase nosača i oksidnog materijala. Katalizatori u okviru zahtjeva patenta su dati s obzirom na proizvodnju maleinskog anhidrida iz n-butana u iskorištenjima koja idu od 53 /do 62,5%, sa selektivnostima koje idu od 57,4 do 67,9%. US patent no. 4,312,787 describes a catalyst comprising an inert support and a catalytically active mixed oxide material covering vanadium and phosphorus or vanadium, phosphorus and uranium on the outer surface of the support in an amount greater than 50 to about 801 by weight of the support and oxide material. Catalysts within the scope of the patent claim are given with regard to the production of maleic anhydride from n-butane in yields ranging from 53 / to 62.5%, with selectivities ranging from 57.4 to 67.9%.

U US patentu br. 4 251 390 opisan je i zaštićen cink-promotorski vanadij-fosfor-kisik katalizator. Katalizator se dobiva redukcijom peterovalentnog vanadija u uglavnom dehidriranom organskom otapalu do nižeg valentnog stanja i razaranjem reduciranog vanadija u prisutnosti cink-promotorskog spoja. Dobiveni katalizator se aktivira dovođenjem na radne temperature za oksidaciju n-butana do malemskog anhidrida brzinom 5 do 10º na sat u prisutnosti smjese butan-zrak. In US patent no. 4 251 390 a zinc-promoted vanadium-phosphorus-oxygen catalyst is described and protected. The catalyst is obtained by reducing pentavalent vanadium in a mostly dehydrated organic solvent to a lower valence state and destroying the reduced vanadium in the presence of a zinc-promoter compound. The resulting catalyst is activated by bringing it to operating temperatures for the oxidation of n-butane to Malemic anhydride at a rate of 5 to 10º per hour in the presence of a butane-air mixture.

U US patentu br. 4 187235 opisan je postupak za dobivanje maleinskog anhidrida iz n-butana u prisutnosti vanadij-fosfor-kisik katalizatora visoke specifične površine, tj. 10-100 m2/gram, kao što je određeno pomoću BET metode. Katalizator se dobiva redukcijom peterovalentnog vanadija do valencije između +4,0 i +4,6 sa uglavnom dehidriranim primarnim ili sekundarnim alkoholom, te kontaktom reduciranog vanadija s fosfornom kiselinom, što je praćeno izdvajanjem i kalciniranjem dobivenog vanadij(IV) fosfat spoja. In US patent no. 4 187235 describes a process for obtaining maleic anhydride from n-butane in the presence of a vanadium-phosphorus-oxygen catalyst with a high specific surface area, i.e. 10-100 m2/gram, as determined by the BET method. The catalyst is obtained by reducing pentavalent vanadium to a valency between +4.0 and +4.6 with mostly dehydrated primary or secondary alcohol, and by contacting the reduced vanadium with phosphoric acid, which is followed by the separation and calcination of the resulting vanadium(IV) phosphate compound.

US patent 4 018 709 opisuje postupak oksidacije u plinskoj fazi normalnih C4 ugljikovodika koji koristi katalizatore koji sadrže vanadij, fosfor, uran ili volfram ili smjesu elemenata od cinka, kroma, urana, volframa, kadmija, nikla, bora i silicija. U povoljnoj izvedbi, katalizator također sadrži alkalijski ili zemnoalkalijski metal, naročito litij, natrij, magnezij ili barij kao aktivne komponente. Tipično, takvi katalizatori se pripremaju u koncentriranoj (37%) HCl. US Patent 4,018,709 describes a gas-phase oxidation process for normal C4 hydrocarbons that uses catalysts containing vanadium, phosphorus, uranium, or tungsten, or a mixture of zinc, chromium, uranium, tungsten, cadmium, nickel, boron, and silicon. In a favorable embodiment, the catalyst also contains an alkali or alkaline earth metal, especially lithium, sodium, magnesium or barium as active components. Typically, such catalysts are prepared in concentrated (37%) HCl.

U US patentu br. 3 980 585 opisan je postupak za dobivanje maleinskog anhidrida iz normalnih C4 ugljikovodika u prisutnosti katalizatora koji sadrži vanadij, fosfor, bakar, kisik, telur ili smjesu telura i hafnija ili uran ili katalizator koji sadrži vanadij, fosfor, bakar i bar jedan element odabran iz grupe koju čine telur, cirkonij, nikal, cer, volfram, paladij, srebro, mangan, krom, cink, molibden, renij, samarij, lantan, hafnij, tantal, torij, kobalt, uran i kalaj po izboru (i poželjno) sa elementom iz Grupa IA (alkalni metali) ili HA (zemnoalkalni metali). In US patent no. 3 980 585 describes a process for obtaining maleic anhydride from normal C4 hydrocarbons in the presence of a catalyst containing vanadium, phosphorus, copper, oxygen, tellurium or a mixture of tellurium and hafnium or uranium or a catalyst containing vanadium, phosphorus, copper and at least one element selected from groups consisting of tellurium, zirconium, nickel, cerium, tungsten, palladium, silver, manganese, chromium, zinc, molybdenum, rhenium, samarium, lanthanum, hafnium, tantalum, thorium, cobalt, uranium and tin optionally (and preferably) with the element from Group IA (alkaline metals) or HA (alkaline earth metals).

US patent br. 3 888 866 opisuje postupak za oksidaciju n-butana na temperaturi od oko 300 do oko 600°C sa vanadij/fosfor/kisik katalizatorom koji ima fosfor/vanadij atomski odnos od 0,5-2, oplemenjen ili modificiran kromom, željezom, hafnijem, cirkonijem, lantanom i cerom, promotorski metal/vanadij atomski odnos iznosi između 0,0025 i 1. Katalizatori se pripremaju povratnim strujanjem reakcijske smjese vanadij oksida, fosfora, halidovodika (obično HCl) i specifičnog spoja koji sadrži promotorski metal. Dobiveni katalitički prekursori se odvajaju, suše, formiraju u sferne strukture te kalciniraju radi dobivanja aktivnog katalizatora. US patent no. 3,888,866 describes a process for the oxidation of n-butane at a temperature of about 300 to about 600°C with a vanadium/phosphorus/oxygen catalyst having a phosphorus/vanadium atomic ratio of 0.5-2, refined or modified with chromium, iron, hafnium, zirconium, lanthanum and cerium, the promoter metal/vanadium atomic ratio is between 0.0025 and 1. Catalysts are prepared by refluxing a reaction mixture of vanadium oxide, phosphorus, hydrogen halide (usually HCl) and a specific compound containing the promoter metal. The obtained catalytic precursors are separated, dried, formed into spherical structures and calcined to obtain an active catalyst.

US patent br. 3 864 280 opisuje vanadij/fosfor miješani oksidni katalizator koji ima unutrašnju specifičnu površinu od oko 7 do 50 m2/g. Katalizatori se dobivaju taloženjem vanadij/fosfor/kisik kompleksa iz uglavnom bezvodnog organskog otapala. Dobiveni kristalni talog se aktivira grijanjem u zraku i zatim u 1,5mol% smjesi butana u zraku na povišenim temperaturama. US patent no. 3,864,280 describes a vanadium/phosphorus mixed oxide catalyst having an internal specific surface area of about 7 to 50 m 2 /g. Catalysts are obtained by precipitation of a vanadium/phosphorus/oxygen complex from a mostly anhydrous organic solvent. The resulting crystalline precipitate is activated by heating in air and then in a 1.5 mol% butane mixture in air at elevated temperatures.

US patent br. 3 862 146 opisuje postupak za oksidaciju n-butana u maleinski anhidrid u prisutnosti vanadij/fosfor/kisik katalitičkog kompleksa, promoviranog ili aktiviranog cinkom, bizmutom, bakrom ili litijem kao aktivatorom. Fosfor/vanadij i aktivator/vanadij atomski odnosi su od oko 0,5-5, odnosno oko 0,05-0,5. US patent no. 3 862 146 describes a process for the oxidation of n-butane to maleic anhydride in the presence of a vanadium/phosphorus/oxygen catalytic complex, promoted or activated by zinc, bismuth, copper or lithium as an activator. Phosphorus/vanadium and activator/vanadium atomic ratios are about 0.5-5 and about 0.05-0.5, respectively.

US patent br. 3 856 824 opisuje postupak za proizvodnju maleinskog anhidrida oksidacijom zasićenih alifatskih ugljikovodika u prisutnosti katalizatora koji sadrži vanadij, fosfor, željezo, kisik i dodatni modifikator koji se sastoji od kroma u spoju s bar jednim od elemenata iz grupe koju čine nikal, bor, srebro, kadmij i barij. US patent no. 3 856 824 describes a process for the production of maleic anhydride by oxidation of saturated aliphatic hydrocarbons in the presence of a catalyst containing vanadium, phosphorus, iron, oxygen and an additional modifier consisting of chromium in combination with at least one of the elements from the group consisting of nickel, boron, silver, cadmium and barium.

Europska patentna prijava br. 98 039 opisuje postupak za dobivanje vanadij-fosfor miješanog oksidnog katalizatora po izboru koji sadrži promotorski element odabran iz grupe koju čine grupa IA (alkalijski metali), grupa IIA (zemnoalkalijski metali), titan, krom, volfram, mobij, tantal, mangan, torij, uran, kobalt, molibden, željezo, cink, hafnij, cirkonij, nikal, bakar, arsen, antimon, telur, bizmut, kalaj, germanij, kadmij te lantanidi i njihove smjese. Katalizatori koji imaju fostor/vanadij atomski odnos od oko 0,8 do oko 1,3 i promotor/vanadij atomski odnos od oko 0.01 do oko 0,5 se dobivaju u reakcijskoj smjesi organskog otapala sposobnoj za redukciju vanadija u valentnom stanju od oko +4 u oblik netopivog katalitičkog prekursora, dovođenjem u kontakt organske tekućine koja sadrži netopivi katalitički prekursor i vode, u svrhu građenja dvofaznog sistema koji kao gornju fazu ima organski sloj i donju vodenu fazu koja sadrži netopiv katalitički prekursor, sušenjem katalitičkog prekursora i kalciniranjem prekursora radi dobivanja aktivnog katalizatora. European patent application no. 98 039 describes a process for obtaining a vanadium-phosphorus mixed oxide catalyst optionally containing a promoter element selected from the group consisting of group IA (alkali metals), group IIA (alkaline earth metals), titanium, chromium, tungsten, mobium, tantalum, manganese, thorium , uranium, cobalt, molybdenum, iron, zinc, hafnium, zirconium, nickel, copper, arsenic, antimony, tellurium, bismuth, tin, germanium, cadmium and lanthanides and their mixtures. Catalysts having a phosphor/vanadium atomic ratio of about 0.8 to about 1.3 and a promoter/vanadium atomic ratio of about 0.01 to about 0.5 are obtained in an organic solvent reaction mixture capable of reducing vanadium in a valence state of about +4 into the form of an insoluble catalytic precursor, by bringing an organic liquid containing an insoluble catalytic precursor into contact with water, for the purpose of building a two-phase system that has an organic layer as the upper phase and a lower aqueous phase containing an insoluble catalytic precursor, by drying the catalytic precursor and calcining the precursor in order to obtain an active catalyst.

Oksidacioni katalizatori opisani u citiranim referencama odnose se na više dobro poznatih čvrstih katalitičkih oblika koji se koriste u procesima proizvodnje maleinskog anhidrida u plinskoj fazi s napokretnim slojem, poput sfera, sferoida, tableta i peleta. Iako su katalizatori i katalitički oblici iz opisanih tehnika općenito uspješni u proizvodnji maleinskog anhidrida, komercijalna upotreba katalitičkog sistema i katalitičkog postupka je vrlo ovisna o cijeni katalizatora, konverziji reaktanata, te iskorištenju reakcije ili, drugačije rečeno, stvarnoj produktivnosti katalitičkog sistema. U mnogim slučajevima smanjenje cijene katalitičkog sistema u danom katalitičkom postupku reda veličine od nekoliko centi po kilogramu ili funti ili mali porast u dobivenoj količini proizvoda u odnosu na količinu katalizatora, predstavlja ogroman ekonomski napredak u komercijalnoj operaciji. Stoga su napori istraživača neprekidno usmjereni prema nalaženju novih ili poboljšanju postojećih katalitičkih sistema i postupaka, radi smanjenja cijene, poboljšanja aktivnosti, selektivnosti i/ili produktivnosti. Otkrivanje oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura predmetnog izuma stoga je, vjeruje se, napredak u tehnici. The oxidation catalysts described in the cited references refer to a number of well-known solid catalytic forms used in fluidized bed maleic anhydride production processes, such as spheres, spheroids, tablets and pellets. Although the catalysts and catalytic forms from the described techniques are generally successful in the production of maleic anhydride, the commercial use of the catalytic system and catalytic process is highly dependent on the price of the catalyst, the conversion of reactants, and the utilization of the reaction or, in other words, the actual productivity of the catalytic system. In many cases, a reduction in the cost of a catalytic system in a given catalytic process of the order of a few cents per kilogram or pound, or a small increase in the amount of product obtained relative to the amount of catalyst, represents a huge economic advance in a commercial operation. Therefore, the efforts of researchers are continuously directed towards finding new or improving existing catalytic systems and procedures, in order to reduce the cost, improve the activity, selectivity and/or productivity. The disclosure of the shaped oxidation catalytic structures of the present invention is therefore believed to be an advance in the art.

Opis rješenja sa primjerima realizacije Description of solutions with examples of implementation

Sl. 1A prikazuje čvrstu cilindričnu strukturu sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kružnim utorima smještenim u vanjskoj površini, koji idu uglavnom vertikalno od vrha ka dnu. Sl. 1A shows a solid cylindrical structure with voids as equally spaced circular grooves located in the outer surface, running generally vertically from top to bottom.

Sl. 1B prikazuje gornji izgled, čvrste cilindrične strukture s praznim prostorima kao podjednako postavljenim kružnim utorima smještenih u vanjskoj površini, koji idu uglavnom vertikalno od vrha ka dnu. Sl. 1B shows a top view of a solid cylindrical structure with voids as equally spaced circular slots located in the outer surface, running generally vertically from top to bottom.

Sl. 2A prikazuje varijaciju strukture prikazane na slici 1A sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kružnim utorima smještenim u vanjskoj površini koji idu vertikalno od vrha ka dnu. Sl. 2A shows a variation of the structure shown in Fig. 1A with the voids as equally spaced circular grooves located in the outer surface running vertically from top to bottom.

Sl. 2B prikazuje gornji izgled varijacije strukture prikazane na slici 1B sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kružnim utorima smještenim u vanjskoj površini, koji idu vertikalno od vrha prema dnu. Sl. 2B shows a top view of a variation of the structure shown in Fig. 1B with the voids as equally spaced circular grooves located in the outer surface, running vertically from top to bottom.

Sl. 3A prikazuje čvrstu cilindričnu strukturu sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kružnim žljebovima smještenim u vanjskoj površini, te centralno smješten otvor. Sl. 3A shows a solid cylindrical structure with voids as equally spaced circular grooves located in the outer surface, and a centrally located opening.

Sl. 3B prikazuje gornji izgled čvrste cilindrične strukture sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kružnim žljebovima u vanjskoj površini, te centralno smješten otvor. Sl. 3B shows a top view of a solid cylindrical structure with voids as equally spaced circular grooves in the outer surface, and a centrally located opening.

Sl. 4A prikazuje čvrstu cilindričnu strukturu sa praznim prostorom kao centralno smještenim otvorom. Sl. 4A shows a solid cylindrical structure with void space as a centrally located opening.

Sl. 4B prikazuje gornji izgled čvrste cilindrične strukture sa praznim prostorom kao centralno smještenim otvorom. Sl. 4B shows a top view of a solid cylindrical structure with void space as a centrally located opening.

Sl. 5A prikazuje čvrstu cilindričnu strukturu sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kutnim žljebovima smještenim u vanjskoj površini, koji idu uglavnom vertikalno od vrha ka dnu. Sl. 5A shows a solid cylindrical structure with voids as equally spaced angular grooves located in the outer surface, running generally vertically from top to bottom.

Sl. 5B prikazuje gornji izgled, čvrste cilindrične strukture sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kutnim žljebovima smještenim u vanjskoj površini i koji idu uglavnom vertikalno od vrha ka dnu. Sl. 5B shows a top view, solid cylindrical structure with voids as equally spaced angular grooves located in the outer surface and running generally vertically from top to bottom.

Sl. 6A prikazuje čvrstu cilindričnu strukturu sa praznim prostorom postavljenim kao neprekidna kutna spirala, smještenim na vanjskoj površini od vrha prema dnu. Sl. 6A shows a solid cylindrical structure with void space arranged as a continuous angular spiral, located on the outer surface from top to bottom.

Sl. 7A prikazuje čvrstu cilindričnu strukturu sa praznim prostorom postavljenim kao kružni utor na vanjskoj površini, a u komunikaciji s centralno postavljenim otvorom. Sl. 7A shows a solid cylindrical structure with an empty space arranged as a circular groove on the outer surface, in communication with a centrally placed opening.

Sl. 7B prikazuje gornji izgled, čvrste cilindrične strukture sa praznim prostorom postavljenim kao kružni utor na vanjskoj površini, a u komunikaciji s centralno postavljenim otvorom. Sl. 7B shows a top view of a solid cylindrical structure with a void space provided as a circular groove on the outer surface in communication with a centrally located opening.

Sl. 8A prikazuje čvrstu piramidnu strukturu s kvadratnom bazom sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kružnim utorima u vanjskoj površini na kutnim rubovima. Sl. 8A shows a solid pyramidal structure with a square base with voids as equally spaced circular grooves in the outer surface at the corner edges.

Sl. 8B prikazuje gornji izgled čvrste piramidne strukture sa kvadratnom osnovom i praznim prostorima postavljenim podjednako kao kružni utori smješteni u vanjskoj površini na kutnim rubovima. Sl. 8B shows a top view of a solid pyramidal structure with a square base and void spaces arranged equally as circular grooves located in the outer surface at the corner edges.

Sl. 9A prikazuje čvrstu piramidnu strukturu s kvadratnom bazom sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kružnim utorima u vanjskoj površini postrance, duž kosih ploha od vrha ka dnu. Sl. 9A shows a solid pyramidal structure with a square base with voids as equally spaced circular slots in the outer surface laterally, along slanted surfaces from top to bottom.

Sl. 9B prikazuje gornji izgled, čvrstu piramidnu strukturu s kvadratnom bazom sa praznim prostorima kao podjednako postavljenim kružnim utorima u vanjskoj površini postrance, duž kosih ploha od vrha ka dnu. Sl. 9B shows a top view, a solid pyramidal structure with a square base with voids as equally spaced circular grooves in the outer surface laterally, along slanted surfaces from top to bottom.

Sl. 10A prikazuje čvrstu konusnu strukturu sa praznim prostorima podjednako postavljenim kao kružni utori u vanjskoj površini duž kosih ploha od vrha ka dnu. Sl. 10A shows a solid conical structure with voids equally placed as circular grooves in the outer surface along the inclined faces from top to bottom.

Sl. 10B prikazuje gornji izgled, čvrstu konusnu strukturu sa praznim prostorima podjednako postavljenim kao kružni utori u vanjskoj površini duž kosih ploha od vrha ka dnu. Sl. 10B shows a top view, a solid conical structure with voids equally placed as circular grooves in the outer surface along the inclined surfaces from top to bottom.

Sl. 11A prikazuje čvrstu kubnu strukturu sa praznim prostorima podjednako postavljenim kao kutni utori smješteni u vanjskoj površini na stranama, od vrha prema dnu uglavnom vertikalno. Sl. 11A shows a solid cubic structure with voids equally placed as corner slots located in the outer surface on the sides, from top to bottom generally vertically.

Sl. 11B prikazuje gornji izgled, čvrstu kubnu strukturu sa praznim prostorima podjednako postavljenim kao kutni utori smješteni u vanjskoj površini na stranama, od vrha prema dnu uglavnom vertikalno. Sl. 11B shows a top view, a solid cubic structure with voids equally placed as corner slots located in the outer surface on the sides, from top to bottom generally vertically.

Sl. 12A prikazuje čvrstu kubnu strukturu sa praznim prostorima podjednako smještenim kao kutni utori u vanjskoj površini na stranama, od vrha prema dnu uglavnom vertikalno. Sl. 12A shows a solid cubic structure with voids equally spaced as corner slots in the outer surface on the sides, from top to bottom generally vertically.

Sl. 12B prikazuje gornji izgled, čvrstu kubnu strukturu sa praznim prostorima podjednako smještenim kao kutni utori u vanjskoj površini na stranama, od vrha prema dnu uglavnom vertikalno. Sl. 12B shows a top view, a solid cubic structure with voids equally spaced as corner slots in the outer surface on the sides, from top to bottom generally vertically.

Sl. 13A prikazuje čvrstu kubnu strukturu sa praznim prostorima podjednako postavljenim kao jamice u vanjskoj površini na stranama, vrhu i dnu. Sl. 13A shows a solid cubic structure with voids equally placed as dimples in the outer surface on the sides, top and bottom.

Sl. 13B prikazuje gornji izgled, čvrstu kubnu strukturu sa praznim prostorima podjednako postavljenim kao jamice u vanjskoj površini na stranama, vrhu i dnu. Sl. 13B shows a top view, a solid cubic structure with voids equally placed as dimples in the outer surface on the sides, top and bottom.

Sl. 14A prikazuje čvrstu sfernu strukturu sa praznim prostorima podjednako postavljenim kao kružne jamice u vanjskoj površini. Sl. 14A shows a solid spherical structure with voids uniformly placed as circular dimples in the outer surface.

Sl. 14B prikazuje poprečni presjek u sredini, čvrstu sfernu strukturu sa praznim prostorima podjednako postavljenim kao kružne jamice u vanjskoj površini. Sl. 14B shows a cross-section in the middle, a solid spherical structure with voids equally placed as circular dimples in the outer surface.

Ovaj izum usmjeren je na oblikovane oksidacione katalitičke strukture. Stoga, primarni je cilj ovog izuma da osigura oblikovane oksidacione katalitičke strukture koje sadrže katalitički materijal koji obuhvaća okside vanadija i fosfora koji su prikladni za proizvodnju maleinskog anhidrida putem djelomične oksidacije nearomatskih ugljikovodika u plinskoj fazi s molekularnim kisikom ili plinom koji sadrži molekularni kisik. Ovakve katalitičke strukture imaju pojačanu katalitičku aktivnost, što je dokazano putem omjera masa/masena produktivnost u usporedbi s uobičajenim oksidacionim katalitičkim oblicima za proizvodnju maleinskog anhidrida. This invention is directed to shaped oxidation catalytic structures. Therefore, it is a primary object of the present invention to provide shaped oxidation catalytic structures comprising a catalytic material comprising vanadium and phosphorus oxides suitable for the production of maleic anhydride via the partial oxidation of non-aromatic hydrocarbons in the gas phase with molecular oxygen or a gas containing molecular oxygen. Such catalytic structures have enhanced catalytic activity, as demonstrated by the mass/mass productivity ratio compared to conventional oxidation catalytic forms for the production of maleic anhydride.

Ovaj i drugi ciljevi, vidovi i prednosti ovog izuma bit će razjašnjeni stručnjacima putem slijedećeg opisa i uvjeta. This and other objects, aspects and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art by the following description and conditions.

Gornji ciljevi su ostvareni pomoću oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura ovog izuma koje sadrže čvrsti geometrijski oblik koji ima bar jedan (1) prazan prostor postavljen u vanjskoj površini. Oblikovana struktura odlikuje se (a) time što sadrži katalitički materijal koji se sastoji od miješanih oksida vanadija i fosfora i (b) što pokazuje (i) geometrijski volumen od oko 30 do oko 90% od one očekivane za čvrsti geometrijski oblik bez praznog prostora, (ii) odnos vanjske geometrijske specifične površine/ geometrijski volumen od bar oko 15 cm-1 (iii) specifičnu težinu od oko 0,4 do oko 1,4 g/cm3 i (iv) mehaničku otpornost dovoljnu za održavanje uglavnom strukturnog integriteta oblikovane strukture pod uvjetima rukovanja i upotrebe. The above objectives are achieved by the shaped oxidation catalytic structures of the present invention which comprise a solid geometric shape having at least one (1) void space placed in the outer surface. The shaped structure is characterized by (a) containing a catalytic material consisting of mixed oxides of vanadium and phosphorus and (b) exhibiting (i) a geometric volume of about 30 to about 90% of that expected for a solid geometry without void space, (ii) external geometric specific surface area/geometric volume ratio of at least about 15 cm-1 (iii) specific gravity of about 0.4 to about 1.4 g/cm3 and (iv) mechanical resistance sufficient to maintain mainly the structural integrity of the molded structure under the conditions of handling and use.

Opis poželjnih izvedbi Description of preferred performances

Putem ovog izuma riješene su oblikovane oksidacione katalitičke strukture za proizvodnju maleinskog anhidrida djelomičnim oksidacijom nearomatskih ugljikovodika u plinskoj fazi s molekularnim kisikom ili plinom koji sadrži molekularni kisik. Oblikovane strukture obuhvaćaju čvrst geometrijski oblik koji ima bar jedan (1) prazan prostor postavljen u vanjskoj površini. Dodatno, takve oblikovane strukture odlikuju se kombinacijom učinkovitih osobina za povećanje katalitičke aktivnosti, što je određeno pomoću odnosa masa/masena produktivnost u usporedbi s uobičajenim oksidacionim katalitičkim oblicima za proizvodnju maleinskog anhidrida. Through this invention, designed oxidation catalytic structures for the production of maleic anhydride by partial oxidation of non-aromatic hydrocarbons in the gas phase with molecular oxygen or a gas containing molecular oxygen have been solved. Shaped structures comprise a solid geometric shape that has at least one (1) void space placed in the outer surface. In addition, such designed structures feature a combination of effective properties to increase catalytic activity, as determined by the mass/mass productivity ratio compared to conventional oxidation catalytic forms for the production of maleic anhydride.

Za potrebe ovog izuma, izraz "prazan prostor" znači nezaposjednut prostor u čvrstom geometrijskom obliku, a koji nisu u takvom geometrijskom obliku normalno prisutne pore i pukotine. Pojam masa/masena produktivnost označava masu maleinskog anhidrida (MAN) izraženu u gramima koja je proizvedena u jednom ciklusu prerade ugljikovodične šarže preko katalizatora po jedinici mase katalizatora izraženoj u kilogramima po jedinici vremena izraženog u satima, pojam izražen kao g maleinskog anhidrida/kg katalizator-sata ili g MAN/ kg kat. satu. Izraz "prinos" označava (a) odnos molova dobivenog maleinskog anhidrida prema molovima ugljikovodične šarže uvedene u reaktor, pomnožen sa 100, izražen kao mol%, i (b) odnos mase dobivenog maleinskog anhidrida prema ugljikovodičnoj šarži uvedenoj u reaktor pomnožen sa 100, termin izražen kao mas%. Izraz "selektivnost" označava odnos molova dobivenog maleinskog anhidrida prema molovoma ugljikovodika koji je ušao u reakciju ili je izvedena njegova pretvorba, pomnožen sa 100, izražava se kao mol.%. Izraz "pretvorba" označava odnos molova ugljikovodične šarže koja je ušla u reakciju prema molovima ugljikovodika uvedenog u reaktor pomnožen sa 100, pojam se izražava kao mol%. Pojam "prostorna brzina" ili "plinska prostorna brzina po satu" ili "GHSV" znaci volumen plinske šarže izražen u kubičnim centimetrima (cm3) na 20[image] C i atmosferskom tlaku, podijeljen sa volumenom katalizatora u masi, izražen kao cm[image] /cm3/sat. For the purposes of this invention, the term "void space" means unoccupied space in a solid geometric shape, which is not normally present pores and cracks in such geometric shape. The term mass/mass productivity means the mass of maleic anhydride (MAN) expressed in grams that is produced in one cycle of hydrocarbon batch processing over the catalyst per unit mass of the catalyst expressed in kilograms per unit time expressed in hours, the term expressed as g maleic anhydride/kg catalyst- hours or g MAN/ kg cat. an hour. The term "yield" means (a) the ratio of moles of maleic anhydride obtained to the moles of hydrocarbon charge introduced into the reactor, multiplied by 100, expressed as mol%, and (b) the ratio of the mass of maleic anhydride obtained to the hydrocarbon charge introduced into the reactor multiplied by 100, the term expressed as mass%. The term "selectivity" means the ratio of the moles of maleic anhydride obtained to the moles of the hydrocarbon that entered the reaction or its conversion, multiplied by 100, is expressed as mol.%. The term "conversion" means the ratio of the moles of the hydrocarbon batch that entered the reaction to the moles of hydrocarbon introduced into the reactor multiplied by 100, the term is expressed as mol%. The term "space velocity" or "gas space velocity per hour" or "GHSV" means the volume of the gas batch expressed in cubic centimeters (cm3) at 20[image] C and atmospheric pressure, divided by the mass volume of the catalyst, expressed as cm[image ] /cm3/hour.

Geometrijski čvrsti oblici pogodni u reprezentativnim baznim strukturama oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura ovog izuma uključuju čvrstu geometriju u kojoj mogu biti postavljeni prazni prostori u vanjskoj površini radi osiguranja oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura ovog izuma. Neograničavajući primjeri čvrstih geometrijskih oblika uključuju cilindre, kupe, konuse, zarubljene konuse, piramide, zarubljene piramide, sfere, prizme i slično. Geometrical solid shapes suitable in representative base structures of the molded oxidation catalytic structures of the present invention include solid geometry in which voids may be placed in the outer surface to provide the molded oxidation catalytic structures of the present invention. Non-limiting examples of solid geometric shapes include cylinders, cones, cones, frustum cones, pyramids, frustum pyramids, spheres, prisms, and the like.

Odlučujuća odlika ovog izuma jest postavljanje praznih prostora u vanjskoj površini čvrstog geometrijskog oblika. Odgovarajući prazni prostori uključuju utore, šupljine, jamice i slično. Vanjski prostori su obično podjednake raspoređeni preko vanjskih površina gdje su smješteni takvi prazni prostori. Broj i oblik praznih prostora postavljenih u vanjskoj površini čvrstog geometrijskog oblika nije od odlučujuće važnosti. Osnovno što je potrebno jest da dobivena oksidaciona katalitička struktura ima određene svojstvene osobine kao što je navedeno u daljnjem tekstu. Stoga, oblik uglova praznih prostora, kao i s njima vezanih izbočina može biti angularan ili kružni, a broj takvih praznih prostora koji mora biti bar jedan (1), može biti neki praktičan broj, uzimajući u obzir dimenzije praznih prostora i raspoloživu vanjsku geometrijsku površinu u kojoj su oni postavljeni. Općenito je poželjno imati oblik zaobljenih kutova. The decisive feature of this invention is the placement of empty spaces in the outer surface of a solid geometric shape. Suitable voids include slots, cavities, dimples and the like. The outdoor spaces are usually evenly distributed over the outdoor areas where such empty spaces are located. The number and shape of empty spaces placed in the outer surface of a solid geometric shape is not of decisive importance. The basic thing that is required is that the obtained oxidation catalytic structure has certain inherent properties as stated in the following text. Therefore, the shape of the corners of the empty spaces, as well as the protrusions connected with them, can be angular or circular, and the number of such empty spaces, which must be at least one (1), can be some practical number, taking into account the dimensions of the empty spaces and the available external geometric surface in to which they are placed. It is generally preferable to have the shape of rounded corners.

U vezi s postavljanjem praznih prostora u vanjskoj površini čvrstog geometrijskog oblika, geometrijski volumen potrebnih oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura mora se smanjiti na vrijednost manju od one za čvrsti geometrijski oblik bez praznog prostora. Prema ovom izumu, oblikovane oksidacione katalitičke strukture ovog izuma moraju pokazati geometrijski volumen od oko 30 do 90%, poželjno od oko 40 do 80% od onog koji imaju geometrijski oblici bez praznog prostora. Zadržavanje takvog geometrijskog volumena, u kombinaciji s drugim karakterističnim osobinama oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura ovog izuma, daje strukture koje pokazuju poboljšanu katalitičku aktivnost kao što je pokazano pomoću odnosa masa/masena produktivnost, kad se usporede s uobičajenim oksidacionim katalitičkim oblicima, uključujući čvrste geometrijske oblike bez praznog prostora, za proizvodnju maleinskog anhidrida. In connection with the placement of voids in the outer surface of the solid geometric shape, the geometric volume of the required formed oxidation catalytic structures must be reduced to a value smaller than that of the solid geometric shape without void space. According to the present invention, the shaped oxidation catalytic structures of the present invention must exhibit a geometric volume of about 30 to 90%, preferably about 40 to 80%, of that of non-void geometries. The retention of such geometric volume, combined with other characteristic features of the shaped oxidation catalytic structures of this invention, provides structures that exhibit improved catalytic activity as demonstrated by mass/mass productivity ratios, when compared to conventional oxidation catalytic shapes, including solid geometries without of empty space, for the production of maleic anhydride.

Oblikovane oksidacione katalitičke strukture ovog izuma pokazuju karakteristični geometrijski volumen i geometrijsku specifičnu površinu kao posljedicu oblika poprečnog presjeka i s njime vezanih dimenzija. Geometrijski volumen i geometrijska specifična površina lako se izračunavaju iz odgovarajućih mjerenja vezanih s odgovarajućim savršenim geometrijskim oblicima. Oblikovane oksidacione katalitičke strukture ovog izuma bliske takvim oblicima i njihove geometrijske specifične površine i volumeni mogu se blisko procijeniti iz odgovarajućih geometrijskih modela. Odnos (vanjska) geometrijska specifična površina/geometrijski volumen trebao bi biti oko 15 cm-1, a poželjno je bar oko 20 cm-¹. The shaped oxidation catalytic structures of the present invention exhibit characteristic geometric volume and geometric specific surface area as a consequence of the cross-sectional shape and associated dimensions. Geometric volume and geometric specific surface area are easily calculated from appropriate measurements associated with appropriate perfect geometric shapes. The shaped oxidation catalytic structures of the present invention close to such shapes and their geometric specific surface areas and volumes can be closely estimated from the corresponding geometric models. The ratio (external) geometric specific surface/geometric volume should be about 15 cm-1, and preferably at least about 20 cm-¹.

Specifična težina oblikovanih katalitičkih struktura pokazatelj je količine katalitičkog materijala sadržanog u određenom katalitičkom obliku. Jasno je da za oblikovane strukture jasno definiranih dimenzija vrijedi da veća količina katalitičkog materijala (ili materijala općenito, bilo da se radi o katalitičkom materijalu ili kombinaciji katalitičkog materijala i punila ili inertnog materijala) znači i veću specifičnu težinu. S druge strane, uz sve ostale stalne čimbenike, veća specifična težina znači i gušće pakovanje sadržanog materijala. Ovo je naravno povezano sa smanjenjem poroznosti, čime se onemogućuje kretanje molekula reaktivnih plinova u i izvan oblikovane katalitičke strukture. Oblikovane oksidacione katalitičke strukture ovog izuma, međutim, nemaju ovaj nedostatak jer takve strukture imaju specifičnu težinu od oko 0,4 do oko 1,4 g/cm3, poželjno oko 0,5 do oko 1,1 g/cm3. The specific gravity of the formed catalytic structures is an indicator of the amount of catalytic material contained in a particular catalytic form. It is clear that for shaped structures with clearly defined dimensions, a larger amount of catalytic material (or material in general, whether it is a catalytic material or a combination of catalytic material and filler or inert material) means a higher specific weight. On the other hand, with all other constant factors, a higher specific gravity means a denser packing of the contained material. This is naturally associated with a reduction in porosity, which prevents the movement of reactive gas molecules in and out of the formed catalytic structure. The molded oxidation catalytic structures of the present invention, however, do not have this drawback because such structures have a specific gravity of about 0.4 to about 1.4 g/cm 3 , preferably about 0.5 to about 1.1 g/cm 3 .

Stručnjacima će biti jasno da oblikovane oksidacione strukture moraju imati dovoljno mehaničke otpornosti ili fizičke izdržljivosti kako bi izdržale rukovanje, prijenos od izvora proizvodnje do reaktora u kojem se upotrebljavaju, te šaržiranje u reaktor. Osim toga, oblikovane strukture moraju biti u stanju izdržati svoju vlastitu masu u reaktoru. Drugačije rečeno, moraju imati mehaničku otpornost dovoljnu za održavanje uglavnom strukturnog integriteta oblikovane strukture pod uvjetima rukovanja i upotrebe. Ako oblikovane strukture imaju nedovoljnu mehaničku otpornost, može doći do loma. Naravno da su ekonomske posljedice u tom slučaju negativne, poput povećanja pada tlaka i opadanje brzine protoka reaktivnog plina, povećanja cijene proizvodnje oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura zbog gubitka sitnih izlomljenih komada, te manje efikasnosti reaktorske operacije zbog toplih mjesta u katalitičkom sloju. Općenito, dovoljna mehanička otpornost, što je određeno mjerenjem jačine lomljenja - jakost sile potrebne za kidanje ili lomljenje oblikovane strukture - postoje strukture koje pokazuju bočnu jačinu lomljenja od oko 4,45 do oko 222,4 Newtona (N) (oko 1-50 funti), poželjno od oko 13,3 do oko 89 N (3-20 funti). Drugačije rečeno, mehanička otpornost oblikovane strukture dovoljna je za održavanje uglavnom njenog strukturnog integriteta, koja u isto vrijeme nije suvišna u smislu da poroznost oblikovane strukture bude smanjena do takvih vrijednosti kako bi kretanje molekula reaktivnog plina u i van oblikovane strukture bilo onemogućeno. Those skilled in the art will appreciate that the formed oxidation structures must have sufficient mechanical strength or physical durability to withstand handling, transfer from the source of production to the reactor in which they are used, and loading into the reactor. In addition, the molded structures must be able to support their own mass in the reactor. In other words, they must have mechanical resistance sufficient to maintain the substantially structural integrity of the molded structure under conditions of handling and use. If the molded structures have insufficient mechanical resistance, breakage may occur. Of course, the economic consequences in that case are negative, such as an increase in the pressure drop and a decrease in the reactive gas flow rate, an increase in the production price of formed oxidation catalytic structures due to the loss of small broken pieces, and less efficiency of the reactor operation due to hot spots in the catalytic layer. In general, sufficient mechanical resistance, as determined by measuring breaking strength—the strength of force required to tear or break a molded structure—there are structures that exhibit a lateral breaking strength of about 4.45 to about 222.4 Newtons (N) (about 1-50 pounds ), preferably from about 13.3 to about 89 N (3-20 pounds). In other words, the mechanical resistance of the molded structure is sufficient to maintain mainly its structural integrity, which at the same time is not excessive in the sense that the porosity of the molded structure is reduced to such values that the movement of reactive gas molecules in and out of the molded structure is impossible.

Oblikovane oksidacione katalitičke strukture ovog izuma mogu imati praktičnu veličinu i dimenzije, s obzirom na dimenzije određene reaktorske cijevi u kojoj se upotrebljavaju. Općenito, bazna širina (tj. najširi dio strukture) od oko 3, 175 mm do oko 6,35 mm i odnos visina prema baznoj širini od oko 0,5 do 2,0 povoljni su za upotrebu. The shaped oxidation catalytic structures of the present invention can be of practical size and dimensions, given the dimensions of the particular reactor tube in which they are used. In general, a base width (ie, the widest part of the structure) of about 3.175 mm to about 6.35 mm and a height to base width ratio of about 0.5 to 2.0 are favorable for use.

Katalitički materijali pogodni za upotrebu u ovom izumu poznati su u tehnici. Općenito, radi se o materijalima pogodnim za katalizu u plinskoj fazi gdje dolazi do djelomične oksidacije ugljikovodika u maleinski anhidrid pod oksidacionim uvjetima. Takvi su materijali općenito vanadij fosfor oksidni kompleksi, a obično sadrže i promotorski element. Uobičajeni izraz empirijske formule pogodnog katalitičkog materijala izražava se kao VPxOyMz, gdje je M promotorski element izabran iz grupe koju čine elementi iz grupa IA, IB, IIA, IIB, IIIA, IIIB, IVA, IVB, VA, VB, i VIIIB periodnog sistema elemenata, x je broj od oko 0,5 do 2,0, poželjno od oko 0,95 do 1,35, y je broj uzet da zadovolji valencije V, P i M u oksidacionim stanjima u kojima ovi postoje u preparatu, te z je broj od nule do oko 1,0, poželjno oko 0,5. Catalytic materials suitable for use in this invention are known in the art. In general, these are materials suitable for catalysis in the gas phase where partial oxidation of hydrocarbons to maleic anhydride occurs under oxidizing conditions. Such materials are generally vanadium phosphorus oxide complexes, and usually contain a promoter element. A common expression of the empirical formula of a suitable catalytic material is expressed as VPxOyMz, where M is a promoter element selected from the group consisting of elements from groups IA, IB, IIA, IIB, IIIA, IIIB, IVA, IVB, VA, VB, and VIIIB of the periodic table of elements , x is a number from about 0.5 to 2.0, preferably from about 0.95 to 1.35, y is a number taken to satisfy the valences of V, P and M in the oxidation states in which they exist in the preparation, and z is a number from zero to about 1.0, preferably about 0.5.

Specifični, iako neograničavajući primjeri pogodnih katalitičkih materijala su oni opisani u više referenci danih u "Opisu dosadašnje tehnike" - US patenti br. 4632915, 4562268, 4333853, 4315864, 4312787, 4251390, 4187235, 40187-u, 3980585, 3888866, 3864280, 3862146, 3856824 i Evropska patentna prijava br. 98039 - razumljivo međutim da isti nisu dati kao ograničavajući, nego za svrhe praktičnosti i ilustracije ovog izuma. Među takvim katalitičkim materijalima obično su za upotrebu pogodni oni opisani u US patentima br. 4632915 i 4562268. Specific, although non-limiting, examples of suitable catalytic materials are those described in multiple references provided in "Description of the Prior Art" - US Patent Nos. 4632915, 4562268, 4333853, 4315864, 4312787, 4251390, 4187235, 40187-u, 3980585, 3888866, 3864280, 3862146, 3856824 and European patent application no. 98039 - it is understood, however, that the same are not given as limiting, but for purposes of practicality and illustration of this invention. Among such catalytic materials, those described in US Pat. Nos. 4632915 and 4562268.

Oblikovane oksidacione katalitičke strukture ovog izuma mogu se dobiti miješanjem katalitičkog materijala sa oblikovanim strukturama napravljenim od poznatih materijala poput grafita ili stearinske kiseline uz odgovarajući inertni materijal punila putem potiskivanja u kalupu (preši u kojoj se nalazi odgovarajući kalup) ili istiskivanjem ili lijevanjem putem postupaka poznatih u tehnici. Općenito, tehnika potiskivanja u kalupu (kompaktiranja) je poželjna jer se lakše dolazi do oblikovanih struktura s osobinama koje odgovaraju ovom izumu. U istom smislu poželjno je ne koristiti inertni materijal punila jer se djelomična oksidaciona reakcija ugljikovodika u malemski anhidrid optimalno izvodi na način koji maksimalizira količinu aktivnog katalitičkog materijala koji se nalazi u određenom volumenu reaktora, a time se postiže i najveća količina ugljikovodika pretvorenog u maleinski anhidrid unutar jednog reaktorskog ciklusa. The shaped oxidation catalytic structures of the present invention can be obtained by mixing the catalytic material with shaped structures made of known materials such as graphite or stearic acid with a suitable inert filler material by pressing in a mold (a press containing a suitable mold) or by extrusion or casting by methods known in the art. technique. In general, the push-in-mold (compaction) technique is preferred because it is easier to obtain molded structures with properties corresponding to this invention. In the same sense, it is preferable not to use an inert filler material, because the partial oxidation reaction of hydrocarbons into maleic anhydride is optimally performed in a way that maximizes the amount of active catalytic material that is in a certain volume of the reactor, and thus achieves the largest amount of hydrocarbons converted into maleic anhydride within of one reactor cycle.

Oblikovane oksidacione katalitičke strukture ovog izuma mogu se primijeniti u raznim reaktorima u svrhu pretvorbe nearomatskih ugljikovodika u maleinski anhidrid. Tipični reaktor koji se koristi za taj proces je cijevnog tipa, nepokretnog sloja, sa središnjim hlađenjem i prijenosom topline. Detalji rada takvog tipa reaktora dobro su poznati stručnjacima. Cijevi takvih reaktora mogu biti napravljene od željeza, nehrđajućeg čelika, nikla, stakla (Vycor i sl.), a promjer im može varirati između 0.635 do 3.81 cm, a duljina od 15.24 do 762 cm. Oksidaciona reakcija je vrlo egzotermna i u toku jedne reakcije, a u svrhu održanja željene temperature reaktora, potreban je medij za odvod topline iz reaktora. Podesni mediji za odvod topline dobro su poznati stručnjacima. Obično su to materijali koji ostaju u tekućem stanju na temperaturama reakcije i imaju relativno veliku toplinsku vodljivost. Primjeri takvih materijala uključuju razna ulja sa prijenos topline, rastopljeni sumpor, živu, rastopljeno olovo i soli poput nitrata i nitrita alkalijskih metala. Soli su poželjne zbog visokog vrelišta. Osobito je poželjna smjesa kalij nitrata, natrij nitrata i natrij nitrita, koja ne samo da ima potrebno visoko vrelište, nego i dovoljno nisko ledište, tako da ostaje u tekućem stanju i vrijeme mirovanja reaktora. Još jedan način temperaturne kontrole je upotreba metalnog blok reaktora, u kojoj metal koji okružuje reakcioni dio reaktora djeluje kao temperaturni regulator. The designed oxidation catalytic structures of this invention can be applied in various reactors for the purpose of converting non-aromatic hydrocarbons to maleic anhydride. A typical reactor used for this process is a tube type, fixed bed, with central cooling and heat transfer. The details of the operation of this type of reactor are well known to experts. The tubes of such reactors can be made of iron, stainless steel, nickel, glass (Vycor, etc.), and their diameter can vary from 0.635 to 3.81 cm, and their length from 15.24 to 762 cm. The oxidation reaction is very exothermic even in the course of one reaction, and in order to maintain the desired temperature of the reactor, a medium is needed to remove heat from the reactor. Suitable heat transfer media are well known to those skilled in the art. These are usually materials that remain in a liquid state at reaction temperatures and have a relatively high thermal conductivity. Examples of such materials include various heat transfer oils, molten sulfur, mercury, molten lead, and alkali metal salts such as nitrates and nitrites. Salts are preferred due to their high boiling point. A mixture of potassium nitrate, sodium nitrate and sodium nitrite is particularly desirable, which not only has the necessary high boiling point, but also a sufficiently low freezing point, so that it remains in a liquid state even during reactor downtime. Another method of temperature control is the use of a metal block reactor, in which the metal surrounding the reaction part of the reactor acts as a temperature regulator.

Općenito, reakcija pretvorbe nearomatskih ugljikovodika u maleinski anhidrid obuhvaća prosijavanje smjese nearomatskih ugljikovodika koji imaju bar 4 atoma ugljika u normalnoj ili cikličkoj strukturi, plin koji sadrži molekularni kisik, te reaktor opskrbljen medijem za odvod topline i reakcionu zonu koja se sastoji od oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura ovog izuma. Uz ugljikovodik i molekularni kisik, u reakcijskoj smjesi mogu biti prisutni i drugi plinovi poput dušika ili vodene pare. Tipično, ugljikovodik se miješa s plinom koji sadrži molekularni kisik pri koncentraciji od 1 do 10 mol% ugljikovodika. Kontakt s katalizatorom ostvaruje se pri prostornoj brzini (GHSV) od oko 100 do 5000/sat i na temperaturi od 300 do 600 C. Optimalno je između 1000 i 3000/sat i 325 do 500 C. In general, the reaction for the conversion of non-aromatic hydrocarbons into maleic anhydride involves sieving a mixture of non-aromatic hydrocarbons having at least 4 carbon atoms in a normal or cyclic structure, a gas containing molecular oxygen, and a reactor supplied with a heat removal medium and a reaction zone consisting of formed oxidation catalytic structures of this invention. In addition to hydrocarbons and molecular oxygen, other gases such as nitrogen or water vapor may be present in the reaction mixture. Typically, the hydrocarbon is mixed with a gas containing molecular oxygen at a concentration of 1 to 10 mol% hydrocarbon. Contact with the catalyst is achieved at a space velocity (GHSV) of about 100 to 5000/hour and at a temperature of 300 to 600 C. It is optimal between 1000 and 3000/hour and 325 to 500 C.

U početku prinos maleinskog anhidrida može biti malen. U tom slučaju katalizator se može pripremiti za sam proizvodni proces na taj način da se oblikovane oksidacione katalitičke strukture dovedu u kontakt s niskim koncentracijama ugljikovodika i plina koji sadrži molekularni kisik, pri niskim prostornim brzinama. Initially, the yield of maleic anhydride may be small. In this case, the catalyst can be prepared for the production process itself in such a way that the formed oxidation catalytic structures are brought into contact with low concentrations of hydrocarbons and gas containing molecular oxygen, at low space velocities.

Tlak nije od odsudnog značaja u reakciji pretvorbe nearomatskih ugljikovodika u maleinski anhidrid. Reakcija se može izvoditi bilo pri atmosferskom, bilo pri višem ili nižem tlaku. Općenito je poželjno raditi pri tlaku bliskom atmosferskom. Poželjni su tlakovi između 1.24 x 102 i 2.068 x 102 kPa. Pressure is not critical in the reaction of conversion of non-aromatic hydrocarbons into maleic anhydride. The reaction can be carried out either at atmospheric, higher or lower pressure. It is generally preferable to operate at a pressure close to atmospheric. Pressures between 1.24 x 102 and 2.068 x 102 kPa are preferred.

Maleinski anhidrid proizveden upotrebom oksidacionih oblikovanih katalitičkih struktura ovog izuma može se izdvajati na razne, stručnjacima poznate načine, npr. direktnom kondenzacijom ili adsorpcijom u odgovarajućem mediju, uz daljnje odvajanje i pročišćavanje. Maleic anhydride produced using the oxidation-formed catalytic structures of this invention can be isolated in various ways known to those skilled in the art, for example by direct condensation or adsorption in a suitable medium, with further separation and purification.

U svrhu usporedbe učinkovitosti proizvodnje maleinskog anhidrida korištenjem ovog izuma, uspoređivani su omjeri masa/masena produktivnost i maksimalni reakcioni prinosi pri standardiziranim uvjetima. U ovom slučaju koncentracija ugljikovodika u zraku iznosila je 1.5 mol% uz prostornu brzinu od 2000/sat, a ugljikovodična pretvorba podešena je na oko 70 do 90 mol%, što je upravo dovoljno za dobivanje maksimalnog prinosa maleinskog anhidrida. Naravno da se vrijednosti omjera masa/masena produktivnost i maksimalnog reakcionog prinosa mogu određivati i pri uvjetima drugačijim od navedenih. Međutim, dobivene vrijednosti obično neće biti jednake onima koje se dobivaju uz gore navedene reakcijske uvjete. Prema tome, neposredna usporedba vrijednosti omjera masa/masena produktivnost i maksimalnih prinosa za različite katalitičke strukture može se raditi samo ako su mjerenja izvršena pod identičnim uvjetima. In order to compare the efficiency of maleic anhydride production using the present invention, mass ratios/mass productivity and maximum reaction yields under standardized conditions were compared. In this case, the concentration of hydrocarbons in the air was 1.5 mol% with a space velocity of 2000/hour, and the hydrocarbon conversion was adjusted to about 70 to 90 mol%, which is just enough to obtain the maximum yield of maleic anhydride. Of course, the values of the mass/mass productivity ratio and the maximum reaction yield can also be determined under conditions other than those specified. However, the values obtained will usually not be equal to those obtained with the above reaction conditions. Therefore, a direct comparison of mass ratio/mass productivity values and maximum yields for different catalytic structures can only be made if the measurements were made under identical conditions.

Veliki broj nearomatskih ugljikovodika koji sadrže 4 do 10 atoma ugljika može biti pretvoreno u maleinski anhidrid upotrebom oksidacionih oblikovanih katalitičkih struktura ovog izuma. Potrebno je samo da dati ugljikovodik sadrži ne manje od 4 atoma ugljika u lancu ili prstenu. Npr. n-butan zadovoljava, ali izobutan (2-metil propan) nije podesan za pretvorbu u maleinski anhidrid, iako njegova prisutnost ne smeta. Osim n-butana, za pretvorbu su podesni pentani, heksani, heptani, oktani, nonani, dekani te njihove smjese. Bitno je da bar 4 atoma ugljika budu u normalnom lancu unutar molekule zasićenog ugljikovodika. A wide variety of non-aromatic hydrocarbons containing 4 to 10 carbon atoms can be converted to maleic anhydride using the oxidation-patterned catalytic structures of this invention. It is only necessary that the given hydrocarbon contains no less than 4 carbon atoms in the chain or ring. For example n-butane is satisfactory, but isobutane (2-methyl propane) is not suitable for conversion to maleic anhydride, although its presence does not interfere. In addition to n-butane, pentanes, hexanes, heptanes, octanes, nonanes, decanes and their mixtures are suitable for conversion. It is essential that at least 4 carbon atoms are in a normal chain within a saturated hydrocarbon molecule.

Neki nezasićeni ugljikovodici također su pogodni za pretvorbu u maleinski anhidrid uz upotrebu ovog izuma. To su buteni (1-buten i 2-buten), 1,3-butadien, penteni, hekseni, okteni, noneni, deceni i njihove smjese sa ili bez butena, a takve dužine da sadrže bar 4 atoma ugljika u normalnom lancu. Certain unsaturated hydrocarbons are also suitable for conversion to maleic anhydride using the present invention. These are butenes (1-butene and 2-butene), 1,3-butadiene, pentenes, hexenes, octenes, nonenes, decenes and their mixtures with or without butene, and of such a length that they contain at least 4 carbon atoms in the normal chain.

Ciklični ugljikovodici poput ciklopentana i ciklopentena također se mogu koristiti u proizvodnji maleinskog anhidrida uz upotrebu oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura ovog izuma. Cyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclopentene can also be used in the production of maleic anhydride using the designed oxidation catalytic structures of this invention.

Od svega navedenog, optimalno je koristiti n-butan od zasićenih, a n-buten od nezasićenih spojeva podesnih za ovu reakciju. Of all the above, it is optimal to use n-butane from saturated, and n-butene from unsaturated compounds suitable for this reaction.

Važno je napomenuti da nije nužno raditi s čistim tvarima, već je dovoljno da ugljikovodici budu tehničkog stupnja čistoće. It is important to note that it is not necessary to work with pure substances, but it is sufficient for the hydrocarbons to be of a technical degree of purity.

Glavni proizvod oksidacije gore spomenutih materijala je maleinski anhidrid, iako se mogu stvoriti i manje količine citrakonskog anhidrida (metil maleinski anhidrid) ukoliko je početni materijal ugljikovodik koji sadrži više od 4 atoma ugljika. The main oxidation product of the above-mentioned materials is maleic anhydride, although smaller amounts of citraconic anhydride (methyl maleic anhydride) can be formed if the starting material is a hydrocarbon containing more than 4 carbon atoms.

Slijedeći specifični primjeri opisuju najbolji trenutno poznati postupak korištenja ovog izuma, a opisani su detaljno u cilju olakšavanja jasnijeg razumijevanja izuma. Jasno je, međutim, da su detaljni opisi primjene ovog izuma dati samo radi ilustracije, a ne kao ograničenja, a mogućnosti izmjena i modifikacija bit će očite stručnjacima nakon proučavanja dolje navedenih opisa. The following specific examples describe the best currently known method of using this invention, and are described in detail in order to facilitate a clearer understanding of the invention. It is to be understood, however, that the detailed descriptions of the practice of the present invention are provided by way of illustration only and not as limitations, and possibilities of alteration and modification will be apparent to those skilled in the art after a review of the descriptions below.

Primjer 1 Example 1

12 litrena boca s okruglim dnom, opskrbljena loptastom miješalicom, termometrom, toplinskom izolacijom i refluksnim kondenzatorom napuni se sa 900 mL izobutilnog alkohola, 378,3 g (4,20 mola) oksalne kiseline (C2H2O4) i 843,4 g vanadij pentoksida (V2O5). U ovu smjesu doda se 997,6 g (10,76 mola) fosforne kiseline (H3PO4, 105,7% mase). Dobivena smjesa refluksira se oko 15 sati, dok ne postane svijetloplave boje. Poslije izvlačenja 6 L izobutilnog alkohola unutar tri sata, smjesa se ohladi i kvantitativno prenese u ravnu porculansku posudu i suši 48 sati na 110 C u dušiku, i zatim 48 sati na 150 C na zraku. Osušeni materijal se prenese u drugu peć tipa kutije i grije se na zraku na 250-260 C tokom jednog sata u svrhu dobivanja sivo-crnog katalitičkog prekursorskog praha. A 12-liter round-bottomed flask equipped with a ball stirrer, thermometer, thermal insulation, and reflux condenser is charged with 900 mL of isobutyl alcohol, 378.3 g (4.20 moles) of oxalic acid (C2H2O4), and 843.4 g of vanadium pentoxide (V2O5 ). 997.6 g (10.76 mol) of phosphoric acid (H3PO4, 105.7% by mass) is added to this mixture. The resulting mixture is refluxed for about 15 hours, until it becomes light blue in color. After extracting 6 L of isobutyl alcohol within three hours, the mixture is cooled and quantitatively transferred to a flat porcelain dish and dried for 48 hours at 110 C in nitrogen, and then for 48 hours at 150 C in air. The dried material is transferred to another box-type furnace and heated in air at 250-260 C for one hour to obtain a gray-black catalytic precursor powder.

Katalitički prekursorski prah se izmiješa tako da sadrži oko 4,0 mas.% grafita, te se potiskuje na Stokes 512 tabletirajućoj mašini na kojoj se nalaze odgovarajući kalupi i probojci u svrhu dobivanja katalitičke strukture željenog oblika, te 1,27 cm cilindri s tabletnom gustoćom od 1,30 do 1,50 g/cm3. Grumeni od 1,27 cm se melju radi dobivanja tablete šaržnog praha veličine između 18 i 30 masha (600 mikrona) i šaržira se u mašinu za tabletiranje. Pritisak pri kompaktiranju podešava se u svrhu dobivanja struktura s prosječnom (bočnom) jačinom lomljenja od 13,3 do 89 N (3 do 20 funti). Karakteristične osobine proizvedenih oblikovanih katalitičkih struktura date su u Tablici 1. Catalytic precursor powder is mixed so that it contains about 4.0 wt.% graphite, and is pressed on a Stokes 512 tableting machine, which has appropriate molds and punches for the purpose of obtaining the catalytic structure of the desired shape, and 1.27 cm cylinders with tablet density from 1.30 to 1.50 g/cm3. The 1.27 cm nuggets are milled to produce a batch powder tablet between 18 and 30 mesh (600 microns) in size and batched into a tableting machine. The compaction pressure is adjusted to obtain structures with an average (lateral) breaking strength of 13.3 to 89 N (3 to 20 pounds). The characteristic properties of the produced molded catalytic structures are given in Table 1.

Svaka proizvedena oblikovana katalitička struktura mora se aktivirati. Oblikovana katalitička struktura stavi se na podlogu dimenzija 30,48 cm x 30,48 cm x 2,54 cm načinjenu od sita nehrđajućeg čelika koje ima oko 40% otvorenog područja. Podloga se prenese u peć tipa kutije kroz koju prolazi zrak prethodno zagrijan na oko 425ºC. Ova temperatura održava se u razdoblju 1-2 sata. Zatim se podloga oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura ukloni iz peći i ohladi. Nakon toga prenese se u peć tipa kutije kroz koju prolazi plinoviti dušik, te se zagrije do oko 275ºC, na kojoj se temperaturi atmosfera u peći promijeni u smjesu 50% zraka i 50% vodene pare. Unutar jednog do dva sata temperatura naraste do 425ºC, te se na toj vrijednosti održava tijekom 6 sati. Podloga oblikovanih oksidacionih struktura se ohladi do sobne temperature, dok kroz peć prolazi suhi dušik. Oblikovane katalitičke strukture se šaržiraju u tubularni reaktor s nepokretnim slojem, unutarnjeg promjera 2,10 cm i duljine 121,9 cm, a osobine se testiraju kako je opisano u Primjeru br. 5. Any designed catalytic structure produced must be activated. The molded catalytic structure is placed on a 30.48 cm x 30.48 cm x 2.54 cm substrate made of stainless steel mesh that has about 40% open area. The substrate is transferred to a box-type furnace through which air preheated to about 425ºC passes. This temperature is maintained for 1-2 hours. Then the base of the formed oxidation catalytic structures is removed from the furnace and cooled. After that, it is transferred to a box-type furnace through which gaseous nitrogen passes, and it is heated to about 275ºC, at which temperature the atmosphere in the furnace changes to a mixture of 50% air and 50% water vapor. Within one to two hours, the temperature rises to 425ºC, and is maintained at this value for 6 hours. The base of the formed oxidation structures is cooled to room temperature, while dry nitrogen passes through the furnace. The formed catalytic structures are charged into a tubular fixed bed reactor, 2.10 cm internal diameter and 121.9 cm long, and the properties are tested as described in Example no. 5.

Primjer 2 Example 2

U ovom primjeru opisana je proizvodnja vanadij fosfor oksida u skladu s postupkom opisanim za primjere 1-7 US patenta br. 4333853. In this example, the production of vanadium phosphorus oxide is described in accordance with the procedure described for examples 1-7 of US patent no. 4333853.

12 litrena boca s okruglim dnom i opremom opisanom u Primjeru 1 puni se sa 7340 ml izobutilnog alkohola i 513,5 g (2,82 mola) V2O5. Uz miješanje dodaje se 663,97 g 100% fosforne kiseline u 1129 ml izobutilnog alkohola. Dobivena reakciona smjesa refluksira se oko 16 sati dok ne poprimi svijetloplavu boju. Smjesa se ohladi, talog filtrira i suši na temperaturi okoline pod vakuumom. Osušeni talog se tada ispere sa oko 1200 ml izobutilnog alkohola, suši na oko 145ºC tijekom dva sata, te kalcinira oko 1 sat u struji zraka na 400ºC. A 12-liter bottle with a round bottom and the equipment described in Example 1 is filled with 7340 ml of isobutyl alcohol and 513.5 g (2.82 moles) of V2O5. 663.97 g of 100% phosphoric acid in 1129 ml of isobutyl alcohol is added with stirring. The resulting reaction mixture is refluxed for about 16 hours until it acquires a light blue color. The mixture is cooled, the precipitate is filtered and dried at ambient temperature under vacuum. The dried residue is then washed with about 1200 ml of isobutyl alcohol, dried at about 145ºC for two hours, and calcined for about 1 hour in a stream of air at 400ºC.

Katalitički prekursorski prah se izmiješa tako da sadrži oko 2,54 mas% stearinske kiseline i stavlja se u Stokes 512 Rotary Tableting machine koja je opskrbljena odgovarajućim kalupima i probojcima u svrhu dobivanja željeno oblikovane katalitičke strukture. Pritisak pri postupku kompaktiranja podešava se tako da daje strukture sa prosječnim bočnim jačinama lomljenja od 13.3 do 89 N (3-20 funti). Karakteristične osobine ovako proizvedenih katalitičkih struktura mogu se naći u Tablici 1. Tako dobivene katalitičke strukture smještaju se u tubularni reaktor nepokretnog sloja unutrašnjeg promjera 2,10 cm i dužine 121,9 cm. Osobine se testiraju kako je navedeno u primjeru 5. Catalytic precursor powder is mixed so that it contains about 2.54% by weight of stearic acid and placed in a Stokes 512 Rotary Tableting machine which is equipped with suitable molds and punches in order to obtain the desired shaped catalytic structure. The pressure during the compaction process is adjusted to produce structures with average lateral breaking strengths of 13.3 to 89 N (3-20 pounds). The characteristic properties of the catalytic structures produced in this way can be found in Table 1. The catalytic structures obtained in this way are placed in a tubular stationary bed reactor with an internal diameter of 2.10 cm and a length of 121.9 cm. Properties are tested as specified in Example 5.

Primjer 3 Example 3

Ovaj primjer opisuje proizvodnju litij/cink promotor vanadij fosfor oksidnog katalizatora, u skladu s postupkom opisanim za primjere 1-7 US patenta br. 4333853. This example describes the production of a lithium/zinc promoter vanadium phosphorus oxide catalyst, in accordance with the process described for examples 1-7 of US Pat. 4333853.

12 litrena boca s okruglim dnom, opremljena kako je opisano u primjeru 1, a uz to i s Dean Stark klipom i cijevi za disperziju plina puni se sa 6500 ml izobutilnog alkohola i 1145 g (6,29 mola) vanadij pentoksida. Počinje miješanje, a kroz smjesu se provodi suhi klorovodik (HCl) pri brzini dovoljnoj za održavanje reakcione temperature na oko 50°C. Nakon 6 sati i 43 minute reakcije s klorovodikom, boja reakcione smjese postaje crvenkasto-smeđa. Tada se dodaje otopina koja sadrži 1089,5 g (9,51 mola) 85,5% fosforne kiseline, 422,0 g (2,97 mola) fosfor pentoksida otopljenog u 1500 ml izobutilnog alkohola. Dodatnih 100 ml izobutilnog alkohola služi za ispiranje otopine koja sadrži fosfor u otopinu koja sadrži vanadij. U reakcionu smjesu dodaje se cink klorid (ZnCl2, 17,17 g, 0,13 mola) i 1,07 g (0,025 mola) litij klorida (LiCl). Ova se otopina refluksira oko dva sata, a nakon toga se odvoji 5,33 L izobutilnog alkohola u vremenu od oko 4 sata. Smjesa se ohladi i kvantitativno prenese u porculansku posudu, te osuši na 150°C. A 12 liter round-bottomed bottle, equipped as described in Example 1, plus a Dean Stark piston and gas dispersion tube, is charged with 6500 ml of isobutyl alcohol and 1145 g (6.29 moles) of vanadium pentoxide. Mixing begins, and dry hydrogen chloride (HCl) is passed through the mixture at a rate sufficient to maintain the reaction temperature at about 50°C. After 6 hours and 43 minutes of reaction with hydrogen chloride, the color of the reaction mixture becomes reddish-brown. Then a solution containing 1089.5 g (9.51 mol) of 85.5% phosphoric acid, 422.0 g (2.97 mol) of phosphorus pentoxide dissolved in 1500 ml of isobutyl alcohol is added. An additional 100 ml of isobutyl alcohol is used to wash the phosphorus-containing solution into the vanadium-containing solution. Zinc chloride (ZnCl2, 17.17 g, 0.13 mol) and 1.07 g (0.025 mol) of lithium chloride (LiCl) are added to the reaction mixture. This solution is refluxed for about two hours, after which 5.33 L of isobutyl alcohol is separated over a period of about 4 hours. The mixture is cooled and quantitatively transferred into a porcelain container, and dried at 150°C.

Katalitički prekursorski prah izmiješa se tako da sadrži oko 4 mas% grafita. Tabletiranje se radi na Stokes 512 Rotary Tableting machine opskrbljenoj odgovarajućim kalupima i probojcima radi dobivanja željenih oblikovanih katalitičkih struktura, 1,27 cm cilindri s tabletnom gustoćom od oko 1,90 g/cm3 . Grumeni od 1,27 cm se melju radi dobivanja tabletnog šaržnog praha veličine čestica između 18 i 30 mesha (600 mikrona) i šaržira se u mašinu za tabletiranje opskrbljenu odgovarajućim kalupima i probojcima radi dobivanja željene oblikovane oksidacione katalitičke strukture. Pritisak pri kompaktiranju podešava se tako da se dobiju strukture s prosječnim (bočnim) jačinama lomljenja od 13,3 - 89 N (3-20 funti). Karakteristične osobine oblikovanih katalitičkih struktura date su u Tablici 1. Tako dobivene strukture aktiviraju se prema aktivacionom postupku opisanom u US patentu br. 4333853 smještanjem istih u tubularni reaktor s nepokretnim slojem, unutarnjeg promjera 2,10 cm i dužine 121,9 cm. Reaktor se grije polako do 400°C dok istovremeno preko oblikovanih katalitičkih struktura prolazi plin koji sadrži 0.5-0.7 mol.% n-butana u zraku, počevši na 280ºC. Nakon što temperatura dostigne 400 Celzijevih stupnjeva, oblikovane se strukture podvrgavaju starenju u struji n-butana u zraku. Osobine ovako aktiviranih i kondicioniranih katalitičkih struktura ispituju se kako je opisano u Primjeru 5. The catalytic precursor powder is mixed so that it contains about 4% by weight of graphite. Tableting is done on a Stokes 512 Rotary Tableting machine equipped with appropriate molds and punches to obtain the desired shaped catalytic structures, 1.27 cm cylinders with a tablet density of about 1.90 g/cm3. The 1.27 cm nuggets are milled to obtain a tablet batch powder with a particle size between 18 and 30 mesh (600 microns) and charged into a tableting machine equipped with appropriate dies and punches to obtain the desired shaped oxidation catalytic structure. The compaction pressure is adjusted to produce structures with average (lateral) breaking strengths of 13.3 - 89 N (3-20 pounds). The characteristic properties of the formed catalytic structures are given in Table 1. The thus obtained structures are activated according to the activation procedure described in US patent no. 4333853 by placing them in a tubular reactor with a fixed bed, with an internal diameter of 2.10 cm and a length of 121.9 cm. The reactor is heated slowly up to 400°C while at the same time a gas containing 0.5-0.7 mol.% n-butane in air passes over the formed catalytic structures, starting at 280ºC. After the temperature reaches 400 degrees Celsius, the molded structures undergo aging in a stream of n-butane in air. The properties of the catalytic structures thus activated and conditioned are tested as described in Example 5.

Primjer 4 Example 4

Ovaj primjer opisuje dobivanje željezo/litij promotoriranog vanadij fosfor oksidnog katalizatora u skladu s postupkom opisanim u Primjeru 1 US patenta br. 4632915. This example describes the preparation of an iron/lithium promoted vanadium phosphorus oxide catalyst in accordance with the procedure described in Example 1 of US Pat. 4632915.

12 litrena boca s okruglim dnom opskrbljena kako je opisano u Primjeru 1, osim što još sadrži i Dean Stark klip i grubo poroznu cijev za disperziju plinova, puni se sa 8300 ml izobutilnog alkohola. Miješanje počinje i izobutil alkohol se ohladi do temperature od oko 10 do 15°C. U ohlađeni izobutilni alkohol dodaje se otopina 901,8 g (7,87 mola) 85,5% fosforne kiseline i 343,4 g (2,42 mola) fosfor pentoksida održavanog na sobnoj temperaturi. Nastala otopina se ohladi na oko 5 do 10°C. U ohlađenu otopinu dodaje se uz miješanje 953,0 g (5,29 mola) vanadij pentoksida, 1,35 g (0.032 mola) litij klorida, 0.96 g (0,017 gram atoma) željeznog praha i dodatnih 1,0 L izobutilnog alkohola. Putem plinske disperzione cijevi u reakcijsku se smjesu tijekom 4,67 sati dodaje bezvodni HCl (2037,0 g ili 55,81 mola) uz održanje temperature između 40 i 50ºC. Otopina se grije i održava na refluksu oko 2 sata. Zatim se pri atmosferskom tlaku ukloni 5,4 L destilata tijekom 5 sati, što je praćeno dodatnim refluksiranjem u trajanju od 1,38 sati. Nakon toga ukloni se dodatnih 1,5 L destilata tijekom 2,35 sati. Smjesa se ohladi i kvantitativno prenese u porculansku zdjelu, te suši u peci tipa kutija na 150 Celzijevih stupnjeva tijekom 5,5 sati. Osušeni materijal prenese se u drugu peć istog tipa i grije u dušiku na temperaturi između 250 i 260°C oko 3 sata, što je praćeno zamjenom dušika zrakom. Dodatno grijanje u trajanju od 3 sata vrši se u svrhu dobivanja sivo-crnog katalitičkog prekursorskog praha. A 12-liter round-bottom bottle supplied as described in Example 1, except that it also contains a Dean Stark plunger and a coarsely porous gas dispersion tube, is filled with 8300 ml of isobutyl alcohol. Mixing begins and the isobutyl alcohol is cooled to a temperature of about 10 to 15°C. A solution of 901.8 g (7.87 moles) of 85.5% phosphoric acid and 343.4 g (2.42 moles) of phosphorus pentoxide maintained at room temperature is added to the cooled isobutyl alcohol. The resulting solution is cooled to about 5 to 10°C. 953.0 g (5.29 moles) of vanadium pentoxide, 1.35 g (0.032 moles) of lithium chloride, 0.96 g (0.017 gram atoms) of iron powder and an additional 1.0 L of isobutyl alcohol are added to the cooled solution with stirring. Anhydrous HCl (2037.0 g or 55.81 mol) was added to the reaction mixture through a gas dispersion tube for 4.67 hours while maintaining the temperature between 40 and 50ºC. The solution is heated and maintained at reflux for about 2 hours. Then, 5.4 L of distillate is removed at atmospheric pressure over 5 hours, which is followed by additional refluxing for 1.38 hours. After that, an additional 1.5 L of distillate is removed over 2.35 hours. The mixture is cooled and quantitatively transferred into a porcelain bowl, and dried in a box-type oven at 150 degrees Celsius for 5.5 hours. The dried material is transferred to another furnace of the same type and heated in nitrogen at a temperature between 250 and 260°C for about 3 hours, which is followed by replacing the nitrogen with air. Additional heating for 3 hours is performed in order to obtain a gray-black catalytic precursor powder.

Katalitički prekursorski prah se izmiješa tako da sadrži oko 4 masi grafita i podvrgne se tabletiranju na Stokes 512 Rotary Tableting machine opskrbljenoj odgovarajućim kalupima i probojcima radi dobivanja željeno oblikovane katalitičke strukture, 1,27 cm cilindri s tabletnom gustoćom od oko 1,90 g/cm3. Grumeni od 1,27 cm se melju radi dobivanja tabletnog šaržnog praha veličine cestica između 18 i 30 mesna (600 mikrona) i šaržira se u mašinu za tabletiranje opskrbljenu odgovarajućim kalupima i probojcima radi dobivanja željene oblikovane oksidacione katalitičke strukture. Pritisak pri kompaktiranju podešava se tako da se dobiju strukture s prosječnim (bočnim) jačinama lomljenja od 13,3 - 89 N (3-20 funti). Karakteristične osobine oblikovanih katalitičkih struktura date su u Tablici 1. Tako dobivene strukture aktiviraju se prema aktivacionom postupku opisanom u US patentu br. 4632915, osim što se smještaju u tubularni reaktor s nepokretnim slojem unutarnjeg promjera 2,10 cm, dužine 121,9 cm. Nakon aktiviranja, oblikovane katalitičke strukture se kondicioniraju zagrijavanjem reaktora pri 1 Celzijevom stupnju/sat do 400 stupnjeva, uz provođenje struje plina koja sadrži 0,6 mol% n-butana u zraku preko oblikovanih katalitičkih struktura, počevši na oko 280ºC. Nakon što se temperatura popne na 400 Celzijevih stupnjeva, oblikovane se strukture podvrgavaju starenju putem neprekidnog provođenja struje n-butana u zraku preko katalizatora tijekom 24 sata. Osobine ovako aktiviranih i kondicioniranih katalitičkih struktura ispituju se kako je opisano u Primjeru 5. Catalytic precursor powder is mixed to contain about 4 by mass of graphite and subjected to tableting on a Stokes 512 Rotary Tableting machine equipped with appropriate dies and punches to obtain the desired shaped catalytic structure, 1.27 cm cylinders with a tablet density of about 1.90 g/cm3 . The 1.27 cm nuggets are milled to obtain a tablet batch powder with a particle size between 18 and 30 mes (600 microns) and fed into a tableting machine equipped with appropriate dies and punches to obtain the desired shaped oxidation catalytic structure. The compaction pressure is adjusted to produce structures with average (lateral) breaking strengths of 13.3 - 89 N (3-20 pounds). The characteristic properties of the formed catalytic structures are given in Table 1. The thus obtained structures are activated according to the activation procedure described in US patent no. 4632915, except that they are placed in a tubular reactor with a fixed bed of 2.10 cm internal diameter, 121.9 cm long. After activation, the molded catalytic structures are conditioned by heating the reactor at 1 degree Celsius/hour to 400 degrees, while passing a gas stream containing 0.6 mol% n-butane in air over the molded catalytic structures, starting at about 280ºC. After the temperature rises to 400 degrees Celsius, the molded structures undergo aging by passing a continuous stream of n-butane in air over the catalyst for 24 hours. The properties of the catalytic structures thus activated and conditioned are tested as described in Example 5.

Primjer 5 Example 5

Svaka vrsta oblikovane katalitičke strukture ispituje se na standardiziranom setu reakcijskih uvjeta - 1,5 mol% n-butana, 1,034 x 102 kPa (15,0 psiga) ulazni tlak i 2000 GHSV. Željena oblikovana oksidaciona katalitička struktura smješta se u reaktor unutrašnjeg promjera 2,10 i dužine 121,9 cm, do njegove korisne visine od 121,9 cm. Količina katalizatora smještenog u reaktor neposredni je rezultat karakteristika cijevi koja se puni željenom oblikovanom katalitičkom strukturom. Katalizator radi bar 200 sati pri standardiziranim test-uvjetima prije izvršenja optimizacije prinosa. Vrijednost maksimalnog prinosa određuje se za svaku strukturnu podvrstu povećanjem n-butan konverzije dok se ne opaža daljnje povećanje reakcionog prinose. Parametri i rezultati navedeni su u Tablici 2. Each type of molded catalytic structure is tested under a standardized set of reaction conditions - 1.5 mol% n-butane, 1.034 x 102 kPa (15.0 psig) inlet pressure and 2000 GHSV. The desired formed oxidation catalytic structure is placed in a reactor with an internal diameter of 2.10 and a length of 121.9 cm, to its useful height of 121.9 cm. The amount of catalyst placed in the reactor is a direct result of the characteristics of the tube being filled with the desired shaped catalytic structure. The catalyst works for at least 200 hours under standardized test conditions before performing yield optimization. The maximum yield value is determined for each structural subspecies by increasing n-butane conversion until no further increase in reaction yield is observed. Parameters and results are listed in Table 2.

Usporedba vrijednosti ma sa/masena produktivnost s raznim oblikovanim oksidacionim katalitičkim strukturama (usporedi primjere 1A sa 1B, 1C, 1D ili 1E i 2A sa 2B ili 2C) jasno pokazuje prednosti oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura ovog izuma pred uobičajenim katalitičkim oblicima. Općenito, slično uspoređivanje mas.% prinosa maleinskog anhidrida pokazuje jednake ili bolje rezultate oblikovanih oksidacionih katalitičkih struktura ovog izuma nad uobičajenim katalitičkim oblicima dosadašnje tehnike. Prema tome, prednost jednakog ili većeg reakcionog prinosa uz upotrebu manje količine katalizatora osigurava znatnu ekonomsku prikladnost. A comparison of ma sa values/mass productivity with various shaped oxidation catalytic structures (compare Examples 1A with 1B, 1C, 1D or 1E and 2A with 2B or 2C) clearly demonstrates the advantages of the shaped oxidation catalytic structures of this invention over conventional catalytic forms. In general, a similar comparison of the wt% yield of maleic anhydride shows equal or better results of the designed oxidation catalytic structures of this invention over the conventional catalytic forms of the prior art. Therefore, the advantage of an equal or higher reaction yield with the use of a smaller amount of catalyst provides considerable economic convenience.

Jasno je da su ovim izumom osigurane oblikovane oksidacione katalitičke strukture koje potpuno zadovoljavaju naprijed navedene ciljeve i prednosti. Iako je izum opisan s obzirom na različite specifične primjere i ostvarenja, razumljivo je da nije ograničen samo na njih. Mnoge alternativne modifikacije i varijacije ukazat će se stručnjacima u svjetlu gornjeg opisa. It is clear that the present invention provides designed oxidation catalytic structures that fully satisfy the above objectives and advantages. Although the invention has been described with reference to various specific examples and embodiments, it is to be understood that it is not limited thereto. Many alternative modifications and variations will become apparent to those skilled in the art in light of the above description.

Claims (18)

1. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura za proizvodnju maleinskog anhidrida koja obuhvaća čvrsti geometrijski oblik koji ima bar jedan prazan prostor postavljen na vanjskoj površini, naznačena time što (a) sadrži katalitički materijal koji obuhvaća miješane okside vanadija i fosfora i (b) pokazuje (I) geometrijski volumen koji čini 30 do 90 % onoga za geometrijski oblik bez praznog prostora, (II) odnos vanjska specifična površina/geometrijski volumen od bar oko 15/cm, (III) gustoću od oko o,4 g/cm3 i (IV) mehaničku otpornost dovoljnu da bitno održi strukturni integritet oblikovane strukture pod uvjetima upotrebe i rukovanja.1. A shaped oxidation catalytic structure for the production of maleic anhydride comprising a solid geometric shape having at least one empty space positioned on the outer surface, characterized in that (a) contains a catalytic material comprising mixed oxides of vanadium and phosphorus, and (b) exhibits (I) a geometric volume that is 30 to 90% of that for the void-free geometry, (II) an external specific surface area/geometric volume ratio of at least about 15/cm, (III) a density of about o.4 g/cm3 and (IV) mechanical resistance sufficient to substantially maintain the structural integrity of the molded structure under conditions of use and handling. 2. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 1, naznačena time, što se čvrsti geometrijski oblik bira iz grupe koju čine cilindri, kupe, konusi, zarubljeni konusi, piramide, zarubljene piramide, sfere i prizme.2. A shaped oxidation catalytic structure according to claim 1, characterized in that the solid geometric shape is selected from the group consisting of cylinders, cones, cones, tapered cones, pyramids, tapered pyramids, spheres and prisms. 3. Oblikovana oksidaciona katalitička strukturi prema zahtjevu 1, naznačena time, što su prazni prostori podjednako postavljeni preko vanjske površine na kojoj su smješteni.3. Formed oxidation catalytic structure according to claim 1, characterized in that the empty spaces are equally placed over the outer surface on which they are located. 4. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 1, naznačena time, što su prazni prostori biraju iz grupe koju čine utori, šupljine i jamice.4. The formed oxidation catalytic structure according to claim 1, characterized in that the empty spaces are selected from the group consisting of grooves, cavities and dimples. 5. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 1, naznačena time, što se prazni prostori biraju iz grupe koju čine kutni i zaobljeni oblici.5. A shaped oxidation catalytic structure according to claim 1, characterized in that the empty spaces are selected from the group consisting of angular and rounded shapes. 6. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 3, naznačena time, što su prazni prostori zaobljenog oblika.6. Shaped oxidation catalytic structure according to claim 3, characterized in that the empty spaces are rounded. 7. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 1, naznačena time, što je njem geometrijski volumen oko 4o - do 8o % onog strukture keja ne sadrži prazan prostor.7. Formed oxidation catalytic structure according to claim 1, characterized in that its geometric volume is about 40 - to 80% of that of the quay structure does not contain empty space. 8. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 1, naznačena time, što odnos vanjska geometrijska specifična površina/geometrijski volumen je bar 20/cm.8. Formed oxidation catalytic structure according to claim 1, characterized in that the ratio of external geometric specific surface area/geometric volume is at least 20/cm. 9. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 1, naznačena time što joj je gustoća oko 0,5 do 1,1 g/cm3.9. The formed oxidation catalytic structure according to claim 1, characterized in that its density is about 0.5 to 1.1 g/cm3. 10. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 1, naznačena time, što mehanička otpornost, kao što je određeno pomoću bočne jačine lomljenja, je oko 4,45 do oko 222,2 N.10. The molded oxidation catalytic structure of claim 1, wherein the mechanical strength, as determined by lateral breaking strength, is about 4.45 to about 222.2 N. 11. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 10, naznačena time, što je bočna jačina lomljenja oko 13,3 do 89 N.11. The molded oxidation catalytic structure of claim 10, wherein the lateral breaking strength is about 13.3 to 89 N. 12. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 1, naznačena time, što oblikovana struktura pokazuje baznu širinu od oko 3,175 do oko 6,35 mm i odnos visina/bazna širina od oko 0,5 do oko 2,0.12. The molded oxidation catalytic structure of claim 1, wherein the molded structure exhibits a base width of about 3.175 to about 6.35 mm and a height/base width ratio of about 0.5 to about 2.0. 13. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 1, naznačena time, što se materijal označava empirijskom formulom VPxOyMz pri čemu je M bar jedan promotorski element odabran iz grupe koju čine elementi iz grupa IA, IB, IIA, IIB, IIIA, IIIB, IVB, VA, VB, VIB i VIIIB periodnog sustava elemenata, x je broj od oko 0,5 do 2,0, y je broj odabran tako da odgovara valencijama V, P i M u oksidacionim stanjima u kojima su u preparatu, i, konačno, z je broj od 0 do 1.13. Formed oxidation catalytic structure according to claim 1, characterized in that the material is denoted by an empirical formula VPxOyMz where M is at least one promoter element selected from the group consisting of elements from groups IA, IB, IIA, IIB, IIIA, IIIB, IVB, VA, VB, VIB and VIIIB of the periodic table of elements, x is a number from about 0.5 to 2,0, y is a number chosen to correspond to the valences of V, P and M in the oxidation states in which they are in the preparation, and, finally, z is a number from 0 to 1. 14. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 13, naznačena time, što je x broj od oko 0,95 do 1,35, a z je broj od oko 0,5.14. The shaped oxidation catalytic structure according to claim 13, wherein x is a number of about 0.95 to 1.35 and z is a number of about 0.5. 15. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 13, naznačena je time što se M bira iz grupe koju čine elementi iz grupe IA i IIB periodnog sistema elemenata.15. Formed oxidation catalytic structure according to claim 13, characterized in that M is selected from the group consisting of elements from group IA and IIB of the periodic system of elements. 16. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 15, naznačena je time što je M iz grupe IA litij, a iz grupe IIA cink.16. Formed oxidation catalytic structure according to claim 15, characterized in that M from group IA is lithium, and from group IIA zinc. 17. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 13, naznačena time, što se M bira iz grupe koju čine elementi grupa IA i VIIIB periodnog sistema elemenata.17. Formed oxidation catalytic structure according to claim 13, characterized in that M is selected from the group consisting of elements of groups IA and VIIIB of the periodic system of elements. 18. Oblikovana oksidaciona katalitička struktura prema zahtjevu 17, naznačena time, što je M iz grupe IA litij, a iz grupe VIIIB željezo.18. Formed oxidation catalytic structure according to claim 17, characterized in that M from group IA is lithium, and from group VIIIB is iron.
HR920509A 1990-10-04 1992-09-26 Shaped oxidation catalyst structures for the production of maleic anhydride HRP920509A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US59272290A 1990-10-04 1990-10-04
YU162091A YU162091A (en) 1990-10-04 1991-10-03 FORMED OXIDATION CATALYTIC STRUCTURES FOR THE PRODUCTION OF MALEIC ANHYDRIDE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HRP920509A2 true HRP920509A2 (en) 1994-08-31

Family

ID=27081523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HR920509A HRP920509A2 (en) 1990-10-04 1992-09-26 Shaped oxidation catalyst structures for the production of maleic anhydride

Country Status (1)

Country Link
HR (1) HRP920509A2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5168090A (en) Shaped oxidation catalyst structures for the production of maleic anhydride
Campanati et al. Fundamentals in the preparation of heterogeneous catalysts
JP3322874B2 (en) Method for converting a vanadium / phosphorus mixed oxide catalyst precursor to an active catalyst for producing maleic anhydride
US4656157A (en) Molded catalyst for reactions carried out under heterogeneous catalysis
JP6308998B2 (en) Catalysts containing catalytic nanowires and their use
AU649748B2 (en) Shaped oxidation catalyst structures for the production of maleic anhydride
US5945368A (en) Molybdenum-modified vanadium-phosphorus oxide catalysts for the production of maleic anhydride
EP2340117B1 (en) Modified trilobe shape for maleic anhydride catalyst
KR101745555B1 (en) Method for producing molded catalyst and method for producing diene or unsaturated aldehyde and/or unsaturated carboxylic acid using said molded catalyst
EP0072381B1 (en) Coated catalysts useful in the preparation of maleic anhydride, preparation thereof and use in the preparation of maleic anhydride
US20130338378A1 (en) Shaped catalyst body for flow-through fixed-bed reactors
US20100324331A1 (en) Mixed oxide catalysts made of hollow shapes
Takabatake et al. Montmorillonite-based heterogeneous catalysts for efficient organic reactions
TWI808128B (en) Cored round trilobe shaped catalyst for producing maleic anhydride
HRP920509A2 (en) Shaped oxidation catalyst structures for the production of maleic anhydride
EP0756519B1 (en) Process for preparing an oxidation catalyst and use thereof
EP2647429A1 (en) Catalyst for producing unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid production method using said catalyst
CA3152991C (en) New catalyst system for producing maleic anhydride by means of the catalytic oxidation of n-butane
US20210253494A1 (en) Catalysts and methods for dimerizing propylene
HRP920508A2 (en) Process for the transformation of vanadium/phosphorus mixed oxide catalyst precursors into active catalysts for the production of maleic anhydride
ZA200202673B (en) Process for producing mixed gas of lower olefin and lower aliphatic carboxylic acid, and process for producing lower aliphatic ester using the mixed gas.

Legal Events

Date Code Title Description
A1OB Publication of a patent application
ODBC Application rejected