NL7906480A - CATALYSTS AND METHODS USING THEM - Google Patents
CATALYSTS AND METHODS USING THEM Download PDFInfo
- Publication number
- NL7906480A NL7906480A NL7906480A NL7906480A NL7906480A NL 7906480 A NL7906480 A NL 7906480A NL 7906480 A NL7906480 A NL 7906480A NL 7906480 A NL7906480 A NL 7906480A NL 7906480 A NL7906480 A NL 7906480A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- catalyst
- surface area
- specific surface
- earth metals
- bet specific
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 150
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 70
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- STNJBCKSHOAVAJ-UHFFFAOYSA-N Methacrolein Chemical compound CC(=C)C=O STNJBCKSHOAVAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 25
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 22
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 21
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 19
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 17
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 16
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 14
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 14
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 14
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 13
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 11
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 8
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 claims description 2
- -1 lane Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910020598 Co Fe Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000002253 acid Chemical group 0.000 description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 4
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002751 molybdenum Chemical class 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001292396 Cirrhitidae Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical group 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical class [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000005673 monoalkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical group 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/88—Molybdenum
- B01J23/887—Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8872—Alkali or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/88—Molybdenum
- B01J23/887—Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8871—Rare earth metals or actinides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/88—Molybdenum
- B01J23/887—Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8874—Gallium, indium or thallium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/88—Molybdenum
- B01J23/887—Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8876—Arsenic, antimony or bismuth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
- C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
- C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
- C07C45/34—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
- C07C45/35—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
- C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
- C07C45/37—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
« ^5.«^ 5.
HALCON RESEARCH AND DEVELOPMENT CORP., te New York, New York,HALCON RESEARCH AND DEVELOPMENT CORP., In New York, New York,
Ver. St. v. Amerika.Far. St. v. America.
Katalysatoren en werkwijzen, waarbij deze worden gebruikt.Catalysts and Methods Using These.
De uitvinding heeft betrekking op katalysatoren, in het bijzonder katalysatoren voor de dampfase-oxydatie met moleculaire zuurstof van isobuteen en/of tertiaire butylalkohol onder vorming van methacroleine en op een werkwijze voor het gebruik van 5 dergelijke katalysatoren.The invention relates to catalysts, in particular catalysts for the vapor phase oxidation with molecular oxygen of isobutene and / or tertiary butyl alcohol to form methacrolein and to a method for using such catalysts.
Het is bekend dat onverzadigde aldehydes, zoals acroleine en methacroleine, kunnen worden bereid:door de dampfase-oxydatie van de overeenkomstige alkenen door middel van moleculaire zuurstof in aanwezigheid van een geschikte oxydatie-katalysator. Er is 10 reeds een verscheidenheid van katalysatorsamenstellingen voorgesteld voor dit doel en vele ervan bestaan uit de oxydes van molybdeen, ijzer en in het bijzonder bismuth. In het algemeen is de selectiviteit voor het gewenste aldehyde, dat wil zeggen de molaire hoeveelheid aldehyde verkregen per mol omgezet alkeen, betrekkelijk laag wanneer men de 15 katalysatorsamenstellingen van dit type gebruikte. Onlangs zijn pogingen gedaan om de selectiviteit van de reactie te verhogen door opname van oxydes van meer ongewone elementen in de katalysator.It is known that unsaturated aldehydes, such as acrolein and methacrolein, can be prepared by the vapor phase oxidation of the corresponding olefins by molecular oxygen in the presence of a suitable oxidation catalyst. A variety of catalyst compositions have already been proposed for this purpose, and many of them consist of the oxides of molybdenum, iron and especially bismuth. Generally, the selectivity to the desired aldehyde, ie, the molar amount of aldehyde obtained per mole of olefin converted, is relatively low when using the catalyst compositions of this type. Recently, attempts have been made to increase the selectivity of the reaction by including oxides of more unusual elements in the catalyst.
In het Amerikaans octrooischrift 4.087.382 wordt een verbeterde katalysator geopenbaard, die de elementen molybdeen, 20 bismuth, ijzer, kobalt,thallium, antimoon en eventueel silicium bevat.U.S. Patent 4,087,382 discloses an improved catalyst containing the elements molybdenum, bismuth, iron, cobalt, thallium, antimony and optionally silicon.
Dergelijke katalysatoren zijn gebleken een verbeterd gedrag te hebben boven de tot nu toe bekende katalysatoren. Er werd echter nog naar verdere verbetering gezocht daar, wanneer dergelijke katalysatoren moeten werken bij drukken boven de atmosferische, hetgeen typisch is voor de 25 technische praktijk inferieure resultaten worden verkregen in vergelijking met het gedrag bij atmosferische druk. Het herwinnen van het verloren gedrag bij drukken boven atmosferische was gewenst voor een technisch 7906480 \ 2 4 <5 t haalbare katalysator. Bovendien was een verbetering in de stabiliteit van de katalysator op lange termijn gewenst.Such catalysts have been found to have improved performance over the previously known catalysts. However, further improvement has been sought since when such catalysts are to operate at pressures above atmospheric, which is typical of engineering practice, inferior results are obtained compared to the behavior at atmospheric pressure. Recovering the lost behavior at pressures above atmospheric was desired for a technically viable catalyst. In addition, an improvement in long-term stability of the catalyst was desired.
De uitvinding voorziet nu in een verbeterde katalysator van een dergelijke samenstelling als die van het Amerikaanse octrooi-5 schrift 4.087.382, maar met extra elementen die gebleken zijn het gedrag te verbeteren zoals uit de hierna volgende bespreking moge blijken.The invention now provides an improved catalyst of such a composition as that of U.S. Pat. No. 4,087,382, but with additional elements which have been found to improve performance as will be apparent from the discussion below.
De literatuur die betrekking heeft op katalysatoren voor gebruik bij de oxydatie van lagere alkenen tot onverzadigde aldehydes is moeilijk te overzien door het grote aantal elementen, dat gebleken is 10 aan verschillende onderzoekers nuttig te zijn. Met betrekking tot de katalysatorsamenstelling die hierna wordt geopenbaard, wordt gemeend dat de volgende octrooischriften in het bijzonder materieel zijn.The literature relating to catalysts for use in the oxidation of lower olefins to unsaturated aldehydes is difficult to oversee due to the large number of elements which have been found to be useful to various investigators. With regard to the catalyst composition disclosed below, the following patents are believed to be particularly material.
Het Amerikaanse octrooischrift 4.034.008 openbaart een katalysator, die kaliumvrij is en die molybdeen, bismuth, ijzer, 15 kobalt en/of nikkel, antimoon en/of ruthenium en eventueel een spoor- chloride bevat. De gepatenteerde katalysator omvat geen thallium, de zeldzame aardmetalen, de alkalimetalen, de aardalkalimetalen of wolfraam. Hoewel globaal geopenbaard voor oxydatie van α,β-onverzadigde monoalkenen tot de overeenkomstige aldehydes of carbonzuren of voor 20 ammoxydatie van dezelfde alkenen tot de overeenkomstige nitrilen gaan de voorbeelden êlechts over de oxydatie van propeen tot acroleine. Opgeme'rkt kan worden, dat hoewel propeen en isobuteen chemisch verwant zijn, de oxydatie van isobuteen (of het equivalent ervan, tertiair butylalkohol) beschouwd wordt als de moeilijkste reactie om uit te voeren. Hoewel oUS Pat. No. 4,034,008 discloses a catalyst, which is potassium-free and contains molybdenum, bismuth, iron, cobalt and / or nickel, antimony and / or ruthenium and optionally a trace chloride. The patented catalyst does not include thallium, the rare earth metals, the alkali metals, the alkaline earth metals or tungsten. Although broadly disclosed for oxidation of α, β-unsaturated monoalkenes to the corresponding aldehydes or carboxylic acids or for ammoxidation of the same olefins to the corresponding nitriles, the examples are only about the oxidation of propylene to acrolein. It may be noted that although propylene and isobutylene are chemically related, the oxidation of isobutylene (or its equivalent, tertiary butyl alcohol) is considered to be the most difficult reaction to perform. Although o
25 vermeld wordt dat de katalysatoren gecalcineerd worden bij 400-550 CIt is stated that the catalysts are calcined at 400-550 ° C
gedurende 2-24 uur, tonen de voorbeelden dat de katalysatoren gecalcineerd worden bij temperaturen in het traject van 450-490 °C. Ook wordt vermeld dat de katalysatoren bij voorkeur worden gebruikt op een drager zoals siliciumoxyde, aluminiumoxyde, siliciumcarbide, zirkoonoxyde, en titaan-30 oxyde.for 2-24 hours, the examples show that the catalysts are calcined at temperatures in the range 450-490 ° C. It is also stated that the catalysts are preferably used on a support such as silicon oxide, aluminum oxide, silicon carbide, zirconium oxide, and titanium oxide.
Het belang van het gebruik van thallium wordt aangegeven in het Amerikaanse octrooischrift 3.951.861, waarin getoond wordt dat het thalliumgehalte kritiek is met betrekking tot een katalysatorsamenstelling van molybdeen, bismuth, ijzer, kobalt en/of magnesium en/of 35 mangaan, samen met nikkel en eventueel fosfor en een groep van andere 7906480 # «* \ 3 metalen, specifiek koper, calcium, strontium, zink, cadmium, tin en lood.The importance of the use of thallium is indicated in U.S. Patent 3,951,861, which shows that the thallium content is critical with respect to a catalyst composition of molybdenum, bismuth, iron, cobalt and / or magnesium and / or manganese, along with nickel and optionally phosphorus and a group of other metals, specifically copper, calcium, strontium, zinc, cadmium, tin and lead.
Deze katalysator bevat geen antimoon, de alkalimetalen of de zeldzame aardmetalen. Het octrooi is specifiek gericht op de oxydatie van propeen tot acroleine, hoewel een verwant octrooischrift, Amerikaans octrooischrift 5 3.928.462 de voordèlen openbaart van kleine hoeveelheden thallium in een dergelijke katalysator gebruikt voor de oxydatie van isobuteen tot metha-croleine. De katalysatoren worden in het algemeen gecalcineerd bij temperaturen van 525-550°C. Bij voorkeur worden zij gebruikt op een drager zoals siliciumoxyde, aluminiumoxyde, silicumcarbide en titaanoxyde.This catalyst contains no antimony, the alkali metals or the rare earth metals. The patent is specifically directed to the oxidation of propene to acrolein, although a related patent, U.S. Patent 5 3,928,462, discloses the advantages of small amounts of thallium in such a catalyst used for the oxidation of isobutylene to methacroline. The catalysts are generally calcined at temperatures of 525-550 ° C. Preferably they are used on a support such as silicon oxide, aluminum oxide, silicon carbide and titanium oxide.
10 Nikkel wordt gebruikt in een aantal katalysatoren, in het bijzonder in de bovengenoemde Amerikaanse octrooischriften 4.034.008 en 3.951.861. In het Amerikaanse octrooischrift 3.454.630 worden de voordelen van nikkel en/of kobaltoxydes benadrukt. In dit octrooischrift worden nikkel en kobalt als equivalenten beschouwd en gesugge-15 reerd wordt dat een of de ander kan worden gebruikt. De katalysator uit dit octrooischrift mist de thallium, antimoon, silicium en alkalimetalen van de onderhavige katalysator en vereist de aanwezigheid van fosfor.Nickel is used in a number of catalysts, particularly in the aforementioned U.S. Pat. Nos. 4,034,008 and 3,951,861. U.S. Pat. No. 3,454,630 emphasizes the benefits of nickel and / or cobalt oxides. In this patent, nickel and cobalt are considered equivalents and it is suggested that one or the other may be used. The catalyst of this patent lacks the thallium, antimony, silicon and alkali metals of the present catalyst and requires the presence of phosphorus.
Voorbeeld XLI uit dit octrooischrift toont betrekkelijk slecht katalysa-torgedrag met betrekking tot de selectiviteit voor methacroleine.Example XLI from this patent shows relatively poor catalyst behavior with regard to selectivity to methacrolein.
20 Silicium wordt ook aangeduid als een nuttige compo nent van der-gelijke katalysatoren zoals vermeld in het Amerikaanse octrooischrift 4.034.008 en de Amerikaanse octrooischriften 3.186.955 en 3.855.308. De katalysator uit het Amerikaanse octrooischrift 3.186.955 bevat bij voorkeur barium en meer bismuth dan molybdeen en mist het ijzer, 25 kobalt, thallium, antimoon, nikkel en alkalimetalen van de onderhavige katalysator. De katalysator wordt geopenbaard voor multipele doeleinden, waaronder de oxydatie van isobuteen tot methacroleine. Aangegeven wordt, dat calcineringboven ongeveer 565°C schadelijk is voor het katalysator-gedrag. De katalysator uit het Amerikaanse octrooischrift 3.855.308 mist 30 antimoon eniikkel, maar vereist wolfraam en gezegd wordt, dat zij gecalcineerd wordt bij een temperatuur tussen 350-600°C, hoewel een temperatuur van 450°C in het algemeen wordt gebruikt in de voorbeelden.Silicon is also referred to as a useful component of such catalysts as disclosed in U.S. Pat. No. 4,034,008 and U.S. Pat. Nos. 3,186,955 and 3,855,308. The catalyst of U.S. Pat. No. 3,186,955 preferably contains barium and more bismuth than molybdenum and lacks the iron, cobalt, thallium, antimony, nickel and alkali metals of the present catalyst. The catalyst is disclosed for multiple purposes, including the oxidation of isobutene to methacrolein. Calcination above about 565 ° C is indicated to be detrimental to the catalyst behavior. The catalyst of U.S. Pat. No. 3,855,308 lacks antimony and nickel, but requires tungsten and is said to be calcined at a temperature between 350-600 ° C, although a temperature of 450 ° C is generally used in the examples .
In Brits octrooischrift 1.456.752 wordt een katalysator geclaimd, die in hoofdzaakbestaat uit molybdeen, bismuth, kobalt 35 en ijzer en verbeterd wordt door toevoeging van antimoon. Vermeld wordt, 7906480 Λ 4 dat antimoon het effect heeft de selectiviteit van methacroleine te verbeteren/ maar de activiteit van de katalysator verlaagt, wanneer deze gecalcineerd wordt bij temperaturen in het traject van 500-550°C. In dat geval voegt men daar tenminste één element toe uit een grote groep van 5 elementen, waaronder barium en nikkel om de door toevoeging van antimoon verloren gegane activiteit te herstellen. Verder wordt vermeld, dat wanneer men een katalysator calcineert tussen 600-700°C, een verbeterde activiteit wordt verkregen. Aan dergelijke katalysatoren zou men een alkali-metaal en/of thallium toevoegen. In de voorbeelden worden de katalysatoren 10 in het algemeen gemengd met siliciumcarbidepoeder als een drager. Het octrooischrift vermeldt, dat de. druk niet kritisch is bij. de reactie.British Patent 1,456,752 claims a catalyst consisting essentially of molybdenum, bismuth, cobalt, and iron and improved by the addition of antimony. It is stated, 7906480 Λ 4, that antimony has the effect of improving the selectivity of methacrolein / but decreasing the activity of the catalyst when calcined at temperatures in the range of 500-550 ° C. In that case, add at least one element from a large group of 5 elements, including barium and nickel, to restore the activity lost by the addition of antimony. It is further stated that when a catalyst is calcined between 600-700 ° C, an improved activity is obtained. An alkali metal and / or thallium would be added to such catalysts. In the examples, the catalysts 10 are generally mixed with silicon carbide powder as a carrier. The patent states that the. pressure is not critical at. The reaction.
Het octrooischrift bevat geen informatie met betrekking tot het specifiek oppervlak of de poriediameter van de geopenbaarde katalysator. Silicium-oxyde is niet opgenomen als een ingredient van de katalysator.The patent contains no information regarding the specific surface area or pore diameter of the disclosed catalyst. Silicon oxide is not included as an ingredient of the catalyst.
15 In het algemeen meent men, dat de samenstelling van een katalysator vanÖit type niet kan worden voorspeld loiter door combinatie van de vele elementen, die geopenbaard zijn in de bekende stand van de techniek, maar dat het katalysatorgedrag experimenteel moet worden bepaald bij de verwachte bewerkingsomstandigheden. Bij gevolg kunnen klei-20 ne veranderingen in samenstelling zeer belangrijk zijn voor het verkrijgen van verbeterd katalysatorgedrag en in het bijzonder voor het optimaliseren van de katalysatorsamenstelling om geschikt te zijn voor een specifieke reactie en stel bewerkingsomstandigheden.In general, it is believed that the composition of a catalyst of this type cannot be predicted by combining the many elements disclosed in the prior art, but that the catalyst behavior should be determined experimentally at the expected operating conditions. . As a result, small changes in composition can be very important in obtaining improved catalyst performance and in particular in optimizing the catalyst composition to be suitable for a specific reaction and set operating conditions.
Zoals getoond zal worden in de beschrijving van de 25 uitvinding die volgt, kunnen veranderingen in bewerkingsomstandigheden en in bereidingswijzen leiden tot een achteruitgang van katalysatorgedrag en het noodzakelijk maken ingrediënten toe te voegen aan een katalysator om het verlies in gedrag weer te herstellen.As will be shown in the description of the invention that follows, changes in operating conditions and in methods of preparation can lead to a deterioration of catalyst behavior and necessity of adding ingredients to a catalyst to restore the loss in behavior.
Gevonden werd, dat de omzetting van isobuteen en/of 30 tertiaire butylalkohol met hoge selectiviteit in methacroleine kan worden uitgevoerd door molekulaire oxydatie in de dampfase in aanwezigheid van een katalysatorsamenstelling, die in hoofdzaak bestaat uit de oxydes van molybdeen, kobalt, ijzer, bismuth, thallium, antimoon, silicium, nikkel en één of meer leden van de groep bestaande uit alkalimetalen, de aard-35 alkalimetalen, de zeldzame aardmetalen, waaronder lanthaan, wolfraam en 7906480 9 * \ 5 mengsels daarvan.It has been found that the conversion of isobutene and / or tertiary butyl alcohol with high selectivity to methacrolein can be carried out by molecular oxidation in the vapor phase in the presence of a catalyst composition consisting essentially of the oxides of molybdenum, cobalt, iron, bismuth, thallium, antimony, silicon, nickel and one or more members of the group consisting of alkali metals, the alkaline earth metals, the rare earth metals, including lanthanum, tungsten and 7906480 9 * 5 mixtures thereof.
De katalysatorsamenstelling volgens de uitvinding kan worden uitgedrukt door de volgende algemene formule: 5 Mo Co, Fe Bi _T1 Sb_Si NLX.O.The catalyst composition of the invention can be expressed by the following general formula: 5 Mo Co, Fe Bi _T1 Sb_Si NLX.O.
abcdefghij waarin X tenminste één lid is van de groep bestaande uit alkalimetalen, aardalkalimetalen, zeldzame aardmetalen, waaronder lanthaaQ, wolfraam en mengsels daarvan en waarin a-j de atoomverhouding weer—-geven van elke 10 component zodat wanner a = 12, b = 0,2-8, c = 0,05-5, d » 0,2-4, e = 0,1-5, f = 0,01-5, g = 1-20, en h = 0,05-5, i een positieve waarde heeft tot maximaal 4, en j een waarde heeft, die bepaald wordt door de valentie en de de hoeveelheden van andere elementen in de katalysator.abcdefghij wherein X is at least one member of the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, including lanthaaQ, tungsten and mixtures thereof, and where aj represents the atomic ratio of each 10 component so that a = 12, b = 0.2 -8, c = 0.05-5, d »0.2-4, e = 0.1-5, f = 0.01-5, g = 1-20, and h = 0.05-5, i has a positive value of up to 4, and j has a value determined by the valency and amounts of other elements in the catalyst.
Meer in het bijzonder bestaat een voorkeurskatalysa-15 torsamenstelling volgens de uitvinding uit de oxydes van de gespecificeerde elementen in de volgende atoomverhouding: Mo= 12, Co =4, Fe= 3,More particularly, a preferred catalyst composition according to the invention consists of the oxides of the specified elements in the following atomic ratio: Mo = 12, Co = 4, Fe = 3,
Bi = 1, Tl = 0,5, Sb = 0,3, Si * 6,6, Ni = 2, Cs = 0,3 en K = 0,3 op basis van de samenstelling van de oorspronkelijke oplossingen. De katalysatorsamenstelling kan beschouwd worden hetzij als een mengsel van oxydes 20 van de genoemde elementen of als zuurstofhoudende verbindingen van de elementen en het gebruik van de term "mengsels van oxydes" moet verstaan worden als te omvatten elke van of beide vormen. Zoals bereid en/of onder de reactieomstandigheden kan de katalysator bestaan uit elke vorm of beide vormen.Bi = 1, T1 = 0.5, Sb = 0.3, Si * 6.6, Ni = 2, Cs = 0.3 and K = 0.3 based on the composition of the original solutions. The catalyst composition can be considered either as a mixture of oxides of the said elements or as oxygen-containing compounds of the elements and the use of the term "mixtures of oxides" is to be understood to include either or both forms. As prepared and / or under the reaction conditions, the catalyst can be in any form or both.
25 De katalysator wordt bereid volgens werkwijzen, die in het algemeen bekend zijn in de techniek, maar wordt gecalcineerd bij hogere temperaturen dan die welke men tot nu toe hiervoor in het algemeen gebruikte, namelijk tenminste ongeveer 525°C en bij voorkeur boven 550°C. Na calcinering gedurende een voldoende lange duur zullen de kata- 30 lysatoren volgens de uitvinding een BET specifiek oppervlak hebben in 2 9 het traject van 0,5-10 m /g, bij voorkeur 2-6 m/g en zullen niet meer dan ongeveer 10 % van het porievolume, bij voorkeur ongeveer 3 %, hebben aan poriën kleiner dan ongeveer 100.10 ^ m.The catalyst is prepared according to methods generally known in the art, but is calcined at higher temperatures than those generally used heretofore, namely at least about 525 ° C and preferably above 550 ° C . After calcination for a sufficiently long time, the catalysts of the invention will have a BET specific surface area in the range of 0.5-10 m / g, preferably 2-6 m / g, and will not exceed about 10% of the pore volume, preferably about 3%, have pores smaller than about 100.10 µm.
Volgens een ander aspect omvat de uitvinding een 35 werkwijze voor de dampfaseoxydatie van isobuteen en/of tertiaire butyl- 7906480 4 » ‘ 6 alkohol onder vorming van methacroleine in aanwezigheid van de bovenbeschreven katalysator.In another aspect, the invention includes a process for the vapor phase oxidation of isobutene and / or tertiary butyl alcohol to form methacrolein in the presence of the above-described catalyst.
Beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen.Description of the Preferred Embodiments.
5 Katalysatorsamenstelling en bereiding.5 Catalyst composition and preparation.
De katalysator volgens de uitvinding bestaat in wezen uit de oxydes van molybdeen, kobalt, ijzer, bismuth, thallium, antimoon, silicium, nikkel en één of meer leden van de groepen bestaande uit de alkalimetalen, de aardalkalimetalen, de zeldzame aardmetalen, 10 waaronder lanthaan, wolfraam en mengsels daarvan en heeft de volgende algemene formule:The catalyst according to the invention essentially consists of the oxides of molybdenum, cobalt, iron, bismuth, thallium, antimony, silicon, nickel and one or more members of the groups consisting of the alkali metals, the alkaline earth metals, the rare earth metals, including lanthanum , tungsten and mixtures thereof and has the following general formula:
Mo Co, Fe Bi Tl Sb_Si Ni X.O. abcdefghi] 15 waarin X tenminste één lid is van de groep bestaande uit de alkalimetalen, de aardalkalimetalen, de zeldzame aardmetalen, lanthaan, wolfraam en mengsels daarvan en waarin a-j de atoomverhouding aangeven van elke component, zodat wanneer a = 12, b = 0,6-8, c = 0,05-5, d = 0,6-4, e = CVOL—5, f - 0,01-5, g = 1-20, h = 0,05-5, i een positieve waarde heeft tot maxi-20 maal 4, en j een waarde heeft die bepaald wordt door de valentie en de hoeveelheden van de andere elementen in de katalysator.Mo Co, Fe Bi Tl Sb_Si Ni X.O. abcdefghi] 15 wherein X is at least one member of the group consisting of the alkali metals, the alkaline earth metals, the rare earth metals, lanthanum, tungsten and mixtures thereof, and where aj denotes the atomic ratio of each component, so that when a = 12, b = 0, 6-8, c = 0.05-5, d = 0.6-4, e = CVOL — 5, f - 0.01-5, g = 1-20, h = 0.05-5, i a has a positive value up to 20 times 4, and j has a value determined by the valency and amounts of the other elements in the catalyst.
De katalysatorsamenstelling wordt gecalcineerd bij een temperatuur van tenminste 525°C voldoende lang om het BET speci- 2 fiek oppervlak te reduceren tot 0,5-10 m /g katalysator. Bij voorkeur zal 2 25 het BET specifiek oppervlak liggen tussen ongeveer 2-6 m /g katalysator en niet meer dan ongeveer 3 % van het oppervlak zal afkomstig zijn van poriën met een diameter kleiner dan 100.10 ^ m. Het BET specifiek oppervlak wordt gemeten met de stikstofadsorptiemethode, beschreven in Brunauer, Emmett en Teller in "Journal of the American Chemical Society", 30 deel 60, blz. 309 (1938). De poriediameter en volume worden bepaald door de kritische porosimetermethode beschreven in "The Analytical Edition of Industrial Engineering Chemistry", deel 17, blz» 787 (1945). Het specifiek oppervlak, porieafmeting en porievolume worden vaak met elkaar in verband gebracht door de vergelijking genoemd in "The Analytical Edition of 35 Industrial Engineering Chemistry", deel 13, blz. 28 (1941).The catalyst composition is calcined at a temperature of at least 525 ° C long enough to reduce the BET specific surface area to 0.5-10 m / g catalyst. Preferably, the BET specific surface will be between about 2-6 m / g of catalyst and no more than about 3% of the surface will come from pores with a diameter of less than 100.10 µm. The BET specific surface is measured with the nitrogen adsorption method described in Brunauer, Emmett and Teller in "Journal of the American Chemical Society", 30 Vol. 60, 309 (1938). The pore diameter and volume are determined by the critical porosimeter method described in "The Analytical Edition of Industrial Engineering Chemistry", Vol. 17, page 787 (1945). The specific surface area, pore size and pore volume are often related by the equation mentioned in "The Analytical Edition of 35 Industrial Engineering Chemistry", Vol. 13, p. 28 (1941).
7 9 0 6 4 8 0 r * 77 9 0 6 4 8 0 r * 7
De katalysatorsamenstelling wordt bij voorkeur gebruikt in de vorm van pillen of andere dergelijke samengeperste vormen van verschillende afmetingen. De samenstelling kan gevormd worden op conventionele wijze onder toepassing van technieken, die wel bekend zijn aan 5 deskundigen. Men kan bijvoorbeeld verbindingen van molybdeen, kobalt, ijzer, thallium, antimoon, bismuth, cesium, kalium en nikkel elk oplossen in een kleine hoeveelheid water of ander oplosmiddel, en de oplossingen dan combineren met colloidaal siliciumoxyde en het mengsel droogdampen.The catalyst composition is preferably used in the form of pills or other such compressed shapes of various sizes. The composition can be formed in a conventional manner using techniques well known to those skilled in the art. For example, compounds of molybdenum, cobalt, iron, thallium, antimony, bismuth, cesium, potassium, and nickel can each be dissolved in a small amount of water or other solvent, and then combine the solutions with colloidal silica and evaporate the mixture to dryness.
Om de katalysator te bereiden kan men de verschillende componenten in 10 oplossing brengen in de vorm van verschillende zouten of andere verbindingen van geschikt type en er is geen specifieke vorm voor de katalysator-voorlopers nodig. Het gebruik van ammoniumzouten, halogeniden, bijvoorbeeld chloriden, nitraten of zuurvormen van de elementen, die geleverd moeten worden, zijn echter bijzonder geschikt. Bij voorkeur gebruikt men echter 15 waterige oplossingen en in water oplosbare vormen van de elementen, uitgezonderd het siliciumoxyde-deel van de katalysator, dat gewoonlijk onoplosbaar is. In sommige gevallen kan men aan de oplossingen zuren en/of basen toevoegen om oplossing van de katalysatorvoorloper te vergemakkelijken. Men kan bijvoorbeeld desgewenst zuren zoals zoutzuur of salpeterzuur 20 of basen zoals ammoniumhydroxyde gebruiken. Silicium kan worden toegevoegd in de vorm van een waterige colloidale oplossing van SiO^. Typische suspensies van colloidalefeiliciumoxyde-deeltjes in water of alkohol zijn te verkrijgen bij Nalco Chemical Company (merk Nalcoag) en E.I. DuPont de Nemours (merk Ludox). Colloidaal siliciumoxyde is ook beschikbaar in 25 poedervorm bij Degussa (merk Aerosil). De deeltjes kunnen lopen van —10 2 600.10 m afmeting, die een BET specifiek oppervlak hebben van 50 m /g tot deeltjes van 40.10 ^m, die een BET specifiek oppervlak hebben van 250 m2/g.To prepare the catalyst, the various components can be dissolved in the form of different salts or other compounds of suitable type, and no specific form is required for the catalyst precursors. However, the use of ammonium salts, halides, for example chlorides, nitrates or acid forms of the elements to be supplied, are particularly suitable. Preferably, however, aqueous solutions and water-soluble forms of the elements, except the silica portion of the catalyst, which is usually insoluble, are used. In some cases, acids and / or bases can be added to the solutions to facilitate dissolution of the catalyst precursor. For example, if desired, acids such as hydrochloric acid or nitric acid or bases such as ammonium hydroxide can be used. Silicon can be added in the form of an aqueous colloidal solution of SiO4. Typical suspensions of colloidal filamentous oxide particles in water or alcohol are available from Nalco Chemical Company (Nalcoag brand) and E.I. DuPont de Nemours (Ludox brand). Colloidal silicon oxide is also available in powder form from Degussa (Aerosil brand). The particles can range from - 10 2 600.10 m in size, which have a BET specific surface area of 50 m / g to particles of 40.10 m, which have a BET specific surface area of 250 m2 / g.
Het poeder dat ontstaat na verdamping, wordt gron-30 dig gedroogd en bij voorkeur gezeefd om grote deeltjes te verwijderen, die de vorming van uniform samengeperste vormen, zoals pillen zouden hinderen. Men zeeft het poeder typischdoor een zeef met maaswijdte van 0,833 mm. Men mengt het poeder lang met een organisch bindmiddel van elk conventioneel type, zoals polyvinylalkohol, en droogt het mengsel grondig 35 en zeeft weer, typisch tot deeltjes met een afmeting van 0,175-0,833 mm.The powder resulting from evaporation is thoroughly dried and preferably sieved to remove large particles that would hinder the formation of uniformly compressed shapes, such as pills. The powder is typically screened through a 0.833 mm mesh screen. The powder is mixed for a long time with an organic binder of any conventional type, such as polyvinyl alcohol, and the mixture is thoroughly dried and sieved again, typically into particles of size 0.175-0.833 mm.
7906480 * 1 87906480 * 1 8
Men combineert de gedroogde deeltjes dan bij voorkeur met een smeermiddel, weer van elk conventioneel type, zoals stearinezuur of grafiet, en perst in de gewenste vorm, bijvoorbeeld pillen, of extrudeert of vormt anderszins, welke samengeperste vormen typisch hoogtes en diameters hebben van 5 1,6-9,5 mm·. Tenslotte woprdt de aldus geproduceerde katalysatorsamenstel- ling geactivèerd bij een hogeie temperatuur dan men in het algemeen heeft gebruikt in de techniek voor katalysatoren en voor een langere duur als vereist om het gewenste BET specifiek oppervlak te verkrijgen. Men brengt de pillen bijvoorbeeld typisch in een oven of in een buis, waardoorheen 10 lucht wordt gevoerd op een verhoogde temperatuur (bijvoorbeeld tenminste 525°C, bij voorkeur boven 550°C) gedurende 2-10 uur. Volgens een bijzonder : '.bevoorkeurde activeringstrap, laat men de temperatuur stijgen met een snelheid van 20°C per uur tot 600°C en handhaaft deze temperatuur gedurende 3 uur.Preferably, the dried particles are then combined with a lubricant, again of any conventional type, such as stearic acid or graphite, and pressed into the desired shape, e.g., pellets, or extruded or otherwise molded, which compressed shapes typically have heights and diameters of 1 , 6-9.5 mm. Finally, the catalyst composition thus produced is activated at a higher temperature than has generally been used in the catalyst art and for a longer duration as required to obtain the desired BET specific surface area. For example, the pills are typically placed in an oven or in a tube through which air is passed at an elevated temperature (eg, at least 525 ° C, preferably above 550 ° C) for 2-10 hours. According to a particularly preferred activation step, the temperature is allowed to rise at a rate of from 20 ° C per hour to 600 ° C and maintains this temperature for 3 hours.
15 Het zal duidelijk zijn, dat de voorgaande beschrij ving met betrekking tot de bereiding van de katalysator in een vorm die geschikt is voor gebruik bij de dampfase oxydatiereactie louter illustratief is voor vele mogelijke preparatieve methodes en slechts gegeven wordt als voorbeeld, met uitzondering van het calcineringsgedeelte van de berei-20 dingsprocedure, welke een belangrijk aspect van de uitvinding is. Deze methode is echter bijzonder geschikt en verdient de voorkeur.It will be understood that the foregoing description regarding the preparation of the catalyst in a form suitable for use in the vapor phase oxidation reaction is merely illustrative of many possible preparative methods and is given by way of example only, with the exception of the calcination portion of the preparation procedure, which is an important aspect of the invention. However, this method is particularly suitable and preferred.
Gebruik van de katalysator.Use of the catalyst.
De katalysator en de werkwijzen volgens de uitvin-25 ding zijn nuttig in het algemeen voor de productie van onverzadigde aldehydes door oxydatie met molekulaire zuurstof van lagere alkenen en de ammoxydatie van alkenen. De voorkeursuitgangsmaterialen zijn de monoethe-nisch onverzadigde alkenen met 3 of 4 koolstofatomen of mengsels van alkenen. Zoals eerder opgemerkt, zijn de katalysatoren specifiek ontwikkeld 30 voor optimaal gedrag onder bijzondere uitgangsmaterialen en bewerkings-omstandigheden. De hier geopenbaarde en geclaimde katalysator is dus bijzonder geschikt voor de oxydatie van isobuteen en/of tertiaire butylalko-hol tot methacroleine.The catalyst and methods of the invention are useful in general for the production of unsaturated aldehydes by oxidation with molecular oxygen of lower olefins and the ammoxidation of olefins. The preferred starting materials are the monophenically unsaturated olefins having 3 or 4 carbon atoms or mixtures of olefins. As noted previously, the catalysts have been specifically developed for optimal performance under particular starting materials and processing conditions. Thus, the catalyst disclosed and claimed herein is particularly suitable for the oxidation of isobutylene and / or tertiary butyl alcohol to methacrolein.
Wanneer men de katalysator volgens de uitvinding 35 gebruikt bij de dampfaseoxydatie van isobuteen en/of tertiaire butylalko- 79 0 6 4 8 0 « '*· 8 ft.When the catalyst according to the invention is used in the vapor phase oxidation of isobutene and / or tertiary butylalko 79 ft 6 4 8 0 8 ft.
hol onder vorming van methacroleine, zijn de bewerkingsomstandigheden die men gebruikt in het algemeen die welke samengaan met deze reactie. De reactie waarbij de katalysatorsamenstellingen volgens de uitvinding van bijzonder nut zijn en waarbij zij voorzien in hoge selectiviteit behelst 5 het in contact brengen van isobuteen en/of tertiaire butylalkohol in de dampfase met de katalysator en molekulaire zuurstof, bij voorkeur ook in aanwezigheid van stoom. Wanneer de reactie eenmaal begonnen is, is zij zelf onderhoudend vanwege de exotherme aard ervan. Een verscheidenheid van reactoren is gebleken nuttig te zijn en het gewone multipele buis 10 warmte-uitwisselingstype, waarbij de katalysatorpillen gelegen zijn binnen de buizen is voldoende. Het proces kan worden uitgevoerd in conventionele apparatuur, die men gewoonlijk gebruikt voor reacties van dit type.hollow to form methacrolein, the processing conditions used generally are those associated with this reaction. The reaction in which the catalyst compositions of the invention are of particular utility and providing high selectivity involves contacting isobutene and / or tertiary butyl alcohol in the vapor phase with the catalyst and molecular oxygen, preferably also in the presence of steam. Once the reaction has started, it is self-entertaining because of its exothermic nature. A variety of reactors have been found to be useful, and the common multiple tube heat exchange type, with the catalyst pellets located within the tubes, is sufficient. The process can be performed in conventional equipment commonly used for reactions of this type.
De gasvormige voeding naar de reactor bevat betrekkelijk lage concentraties aan alkeen, zuurstof en stoom. Typisch is ook 15 een inert gas, zoals stikstof aanwezig. De zuurstof wordt gewoonlijk toegevoegd als zodanig of als lucht of als met zuurstof verrijkte lucht.The gaseous feed to the reactor contains relatively low concentrations of olefin, oxygen and steam. Typically, an inert gas such as nitrogen is also present. The oxygen is usually added as such or as air or as oxygen-enriched air.
Zoals gezegd kunnen conventionele oxydatieomstandigheden gebruikt worden maar voor beste resultaten is het alkeen in het algemeen aanwezig in concentraties van ongever 2-20 vol.% van de totale voeding, bij voorkeur 20 5-15 vol.%, en de overeenkomstige trajecten voor zuurstof zijn 4-30 vol.% (beperkt door het ontvlambaarheidstraject van mengsels) en bij voorkeur 10-20 vol.% en voor stoom tot maximaal 30 vol.% bij voorkeur 5-25 vol.%, waarbij de rest inert gas of gassen is.As mentioned, conventional oxidation conditions can be used but for best results, the olefin is generally present in concentrations of about 2-20% by volume of the total feed, preferably 5-15% by volume, and the corresponding ranges for oxygen are 4-30 vol.% (Limited by the flammability range of mixtures) and preferably 10-20 vol.% And for steam up to 30 vol.%, Preferably 5-25 vol.%, The remainder being inert gas or gases.
De temperatuur van de reactie moet voor beste resul-25 taten binnen het traject van 250-500°C, bij voorkeur 300-400°C liggen en de optimum temperatuur is 310-370°C. Omdat de reactie exotherm is, gebruikt men gewoonlijk organen voor het wegvoeren van de warmte, zoals door het omringen van de buizen, die de katalysatorpillen bevatten, met een zoutbad of met kokend water.The temperature of the reaction should be within the range of 250-500 ° C, preferably 300-400 ° C for best results, and the optimum temperature is 310-370 ° C. Since the reaction is exothermic, heat transfer means are commonly used, such as by surrounding the tubes containing the catalyst pellets, with a salt bath or with boiling water.
30 De druk in de reactor heeft een effect op het kataly- satorgedrag, zoals later zal blijken. Hoewel men de reactie kan uitvoeren bij atmosferische, superatmosferische of subatmosferische druk, gebruikt men bij voorkeur drukken variërend van atmosferische druk tot maximaal 1470 kPa, bij voorkeur 784 kPa en liefst 617 kPa. Typisch gebruikt men een 35 druk van 333 kPa.The pressure in the reactor has an effect on the catalyst behavior, as will be seen later. Although the reaction can be carried out at atmospheric, superatmospheric or subatmospheric pressure, pressures ranging from atmospheric pressure to a maximum of 1470 kPa, preferably 784 kPa and most preferably 617 kPa are preferably used. Typically, a pressure of 333 kPa is used.
7906480 97906480 9
Het methacroleineproduct kan worden gewonnen volgens verschillende methodes, die bekend zijn aan deskundigen. Men kan bijvoorbeeld het methacroleine condenseren of wassen met water of andere geschikte oplosmiddelen, gevolgd door afscheiding van het onverzadigde 5 aldehydeproduct uit de wasvloeistof. De gassen die achterblijven na de methacroleineverwijderingstrap kunnen desgewenst worden gerecirculeerd naar de reactie, en in een dergelijk geval kan het netto CO geproduceerd door reactie worden verwijderd op gebruikelijke wijzen, zoals absorptie in een waterig carbonaatoplossing, of spuien uit het systeem.The methacrolein product can be recovered by various methods known to those skilled in the art. For example, the methacrolein can be condensed or washed with water or other suitable solvents, followed by separation of the unsaturated aldehyde product from the washing liquid. The gases remaining after the methacrolein removal step can be recycled to the reaction if desired, and in such a case, the net CO produced by reaction can be removed by conventional means, such as absorption in an aqueous carbonate solution, or blowdown from the system.
10 De uitvinding zal nu worden toegelicht met de vol gende voorbeelden, die slechts ter illustratie bedoeld zijn en niet als beperking van de uitvinding moet worden opgevat.The invention will now be illustrated by the following examples, which are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the invention.
Voorbeeld IExample I
15 Bekendestand van de techniek.15 Known state of the art.
In 750 ml water lost men 636 g van het molybdeen- zout (NH.) ,.Mo_0_ . 4H.0 op. Daarna lost men 262 g Co (NO.,) „ . 6H„0 40 / 24 2 322 op in 300 ml water, 60,6 g Fe(NO^)^ . 9H20 in 200 ml water, 79,8 g Tl NO^ in 400 ml water, 68,4 g Sb Cl^ in een mengsel van 100 ml water en 30 ml 20 geconcentreerd zoutzuur en 275 g Bi (NO ), . 5H O in een mengsel van 200 ml water en 50 ml geconcentreerd salpeterzuur. Men voegt voldoende ammo-niumhydroxyde toe om de pH van de oplossing op een waarde van 7 te brengen. Deze oplossingen voert men toe aan een roterende droger met een capaciteit van 4000 ml en dampt het mengsel in de droger droog en laat de tempe-25 ratuur stijgen tot 300°C. Men verwijdert het verkregen poeder uit de droger en droogt in een oven bij 400°C gedurende 12 uur. Men zeeft het gedroogde poeder door een zeef met een maaswijdte van 0,833 mm, voegt een 4 % oplossing in water van polyvinylalkohol toe in voldoende hoeveelheid om een vochtig mengsel te krijgen en droogt dit mengsel bij 75-80°C, tot-30 dat het vochtgehalte 2-4 % bereikt. Men zeeft het gedroogde mengsel dan tot een afmeting van 0,251-0,833 mm en mengt ongeveer 2 % stearinezuur-poeder er grondig doorheen. Men vormt dan pillen van het verkregen mengsel met een hoogte en diameter van 4,8 mm. De pillen worden dan geactiveerd in een oven door hem geleidelijk te verhitten met een snelheid van O o 35 20 C per uur tot ongeveer 380 C en houden op deze temperatuur gedurende 7906480 & 3 10 16 uur. De geactiveerde pillen hebben een dichtheid van 0,95 g per cm en een specifiek oppervlak van 6,5 m /g. De katalysatorcomponenten molybdeen, kobalt, ijzer, thallium, antimoon en bismuth hebben op basis van de hoeveelheden in de oorspronkelijke oplossingen de atoomverhoudingen van 12, 5 3, 0,5, 1,1 respectievelijk 1,5.636 g of the molybdenum salt (NH.), .Mu. 4H.0 op. 262 g of Co (NO.) Are then dissolved. 6H 2 O 40/24 2 322 in 300 ml of water, 60.6 g of Fe (NO 2) 3. 9H 2 O in 200 ml water, 79.8 g Tl NO 3 in 400 ml water, 68.4 g Sb Cl 2 in a mixture of 100 ml water and 30 ml concentrated hydrochloric acid and 275 g Bi (NO). 5HO in a mixture of 200 ml of water and 50 ml of concentrated nitric acid. Sufficient ammonium hydroxide is added to bring the pH of the solution to a value of 7. These solutions are fed to a rotary dryer with a capacity of 4000 ml and the mixture is evaporated to dryness in the dryer and the temperature is allowed to rise to 300 ° C. The resulting powder is removed from the dryer and dried in an oven at 400 ° C for 12 hours. The dried powder is sieved through a sieve with a mesh size of 0.833 mm, a 4% aqueous solution of polyvinyl alcohol is added in an amount sufficient to obtain a moist mixture and the mixture is dried at 75-80 ° C, until it is 30 ° C. moisture content reaches 2-4%. The dried mixture is then screened to a size of 0.251-0.833 mm and about 2% stearic acid powder is mixed thoroughly. Pills of the resulting mixture having a height and diameter of 4.8 mm are then formed. The pills are then activated in an oven by gradually heating it at a rate of 0 o 20 C per hour to about 380 C and holding at this temperature for 7906480 & 3 10 16 hours. The activated pills have a density of 0.95 g per cm and a specific surface area of 6.5 m / g. The catalyst components molybdenum, cobalt, iron, thallium, antimony and bismuth, based on the amounts in the original solutions, have atomic ratios of 12.5, 0.5, 1.1, 1.5 respectively.
Men brengt 50 ml van deze katalysatorsamenstelling in een reactor bestaande uit een 1,25 cm roestvrij stalen pijp van 2,7 m lang, die gevuld is met 300 ml inerte vulstof (siliciumcarbide) beneden het katalysatorbed en voldoende inerte vulstof boven het katalysatorbed 10 om de reactor te vullen. Men voert met stikstof verdunde mengsels, die 9 vol.% isobuteen, 10 vol.% zuurstof en 20 vol.% stoom bevatten, toe aan de reactor bij een druk van ongeveer 1 atmosfeer bij temperaturen van 360-370°C en een ruimtesnelheid van ongeveer 3000 uur . De term "ruimte-snelheid" wordt hier in de conventionele zin gebruikt en betekent liters 15 gas bij standaardtemperatuur en druk per liter katalysator per uur. De reactie loopt bij continue toevoer van voeding en continue onttrekking van afvoergas. Het afvoergas wordt met tussenpozen van verscheidene uren geanalyseerd door gaschromatografie uitgezonderd de meting van CO/CC>2 door infrarood-absorptie onder toepassing van conventionele methodes.50 ml of this catalyst composition is charged to a reactor consisting of a 1.25 cm stainless steel pipe, 2.7 m long, which is filled with 300 ml of inert filler (silicon carbide) below the catalyst bed and sufficient inert filler above the catalyst bed. fill the reactor. Nitrogen-diluted mixtures containing 9% by volume of isobutene, 10% by volume of oxygen and 20% by volume of steam are fed to the reactor at a pressure of about 1 atmosphere at temperatures of 360-370 ° C and a space velocity of about 3000 hours. The term "space velocity" is used here in the conventional sense and means liters of gas at standard temperature and pressure per liter of catalyst per hour. The reaction is run with continuous supply of feed and continuous extraction of exhaust gas. The exhaust gas is analyzed by gas chromatography at several hour intervals except for the measurement of CO / CC> 2 by infrared absorption using conventional methods.
20 De gecombineerde productie van methacroleine en methacrylzuur wordt gerapporteerd, daar beide producten nuttig zijn en in het algemeen het methacroleine kan worden afgescheiden en geoxydeerd in een afzonderlijk reactor om extra methacrylzuur te vormen, typisch voor omzetting in methyl-methacrylaat. Het overwegende product is meth-acroleine en de hoeveelheid 25 aanwezig methacrylzuur is slechts ongeveer 2-3 % van het totaal, dat getoond wordt in tabel A: 7906480 s 11The combined production of methacrolein and methacrylic acid is reported as both products are useful and generally the methacrolein can be separated and oxidized in a separate reactor to form additional methacrylic acid, typically for conversion to methyl methacrylate. The predominant product is meth-acrolein and the amount of methacrylic acid present is only about 2-3% of the total, shown in Table A: 7906480 s 11
T&BEL AT & BEL A
Selectiviteit, %Selectivity,%
Methacroleine Azijnzuur CO +Methacrolein Acetic Acid CO +
Proef Duur in Isobuteen- + methacryl- CO^ 5 nr. uur omzetting % zuur __ 1 12 55,0 86,9 2,4 4,7 2 62 54,0 88,5 1,7 4,8 3 172 61,8 86,8 1,54 4,34 4 177 60,0 87,8 1,76 3,70 10 5 180 59,2 87,4 1,9 3,80 6 210 61,6 86,0 1,51 4,80 7 214 65,3 87,4 1,35 3,91 8 231 67,3 88,8 1,85 2,47 9 235 59,1 87,5 1,65 3,32 15 10 238 58,6 87,4 1,42 3,65 11 255 60,7 87,6 1,48 3,71 12 261 57,6 87,2 1,60 3,63 13 279 63,4 86,5 1,89 3,78 14 285 57,1 85,0 2,05 4,11 20 15 306 57,2 86,9 1,80 3,59 16 308 63,2 85,1 1,86 4,08Test Duration in Isobutene- + methacryl- CO ^ 5 no. Hour conversion% acid __ 1 12 55.0 86.9 2.4 4.7 2 62 54.0 88.5 1.7 4.8 3 172 61, 8 86.8 1.54 4.34 4 177 60.0 87.8 1.76 3.70 10 5 180 59.2 87.4 1.9 3.80 6 210 61.6 86.0 1.51 4.80 7 214 65.3 87.4 1.35 3.91 8 231 67.3 88.8 1.85 2.47 9 235 59.1 87.5 1.65 3.32 15 10 238 58, 6 87.4 1.42 3.65 11 255 60.7 87.6 1.48 3.71 12 261 57.6 87.2 1.60 3.63 13 279 63.4 86.5 1.89 3 .78 14 285 57.1 85.0 2.05 4.11 20 15 306 57.2 86.9 1.80 3.59 16 308 63.2 85.1 1.86 4.08
Voorbeeld IIExample II
Men beproeft een katalysator met dezelfde 2 25 samenstelling als van voorbeeld I en een specifiek oppervlak van 5,6 m /g.A catalyst with the same composition as in Example 1 and a specific surface area of 5.6 m / g is tested.
22
De druk van de reactor neemt toe tot 3,46 kg/cm absoluut, hetgeen leidt tot een afname in omzetting en selectiviteit voor methacroleine zoals blijkt uit tabel B. De ruimtesnelheid van het voedingsgas is 3000 uur * en de samenstelling van het gas is nagenoeg dezelfde als in voorbeeld I, 30 maar nu 8,5 vol.% tertiaire butylalkohol (TBA) geleverd voor de isobuteen-voeding gebruikt in voorbeeld I, met als resultaat dat na dehydratering de samenstelling van het gas is 7 vol.% isobuteen, 9,8 vol.% zuurstof en 20 vol.% stoom, terwij1 de rest stikstof is. De temperatuur ligt tussen 335-340°C.The reactor pressure increases to 3.46 kg / cm absolute, leading to a decrease in conversion and selectivity to methacrolein as shown in Table B. The feed gas space velocity is 3000 hours * and the gas composition is substantially same as in Example 1, but now 8.5% by volume of tertiary butyl alcohol (TBA) supplied for the isobutene feed used in Example 1, with the result that after dehydration the gas composition is 7% by volume of isobutene, 9 , 8% by volume of oxygen and 20% by volume of steam, the balance being nitrogen. The temperature is between 335-340 ° C.
35 Uit een vergelijking van de tabellen A en B35 From a comparison of Tables A and B
7906480 -r- * 12 valt op te maken, dat toename van druk van de reactie leidt tot een inferieur gedrag, zoals aangegeven door de slechtere selectiviteitvaor het gewenste product methacroleine en de toename van bijproduct azijnzuur en CO/CO2· Daar de omzetting lager is in dit voorbeeld, zou men verwachten 5 dat de selectiviteit hoger was dan die van tabel A, indien de toegenomen druk geen effect zou hebben gehad. Dit inferieure gedrag bij hogere druk werd gevonden zelfs hoewel de katalysator van tabel B niet zo lang is gebruikt als die van tabel A, die geleden zou kunnen hebben van enig verlies in gedrag met de tijd. Geconcludeerd kan worden dat de oxydatie van 10 isobuteen en/of tertiaire butylalkohol (zij worden als equivalente uitgangsmaterialen beschouwd) tot methacroleine gevoelig is voor toename in druk in dit betrekkelijk lage traject. Opgemerkt kan worden, dat men normaal een druk boven atmosferische zou gebruiken en dat de druk van 340 kPa, gebruikt in voorbeeld II, een meer realistische waarde is voor 15 industriële toepassingen.7906480 -r- * 12 it can be seen that an increase in reaction pressure leads to an inferior behavior, as indicated by the poorer selectivity for the desired product methacrolein and the increase in by-product acetic acid and CO / CO2. Since the conversion is lower in this example, the selectivity would be expected to be higher than that of Table A had the increased pressure had no effect. This inferior behavior at higher pressure was found even though the catalyst of Table B has not been used as long as that of Table A, which may have suffered some loss in behavior over time. It can be concluded that the oxidation of isobutene and / or tertiary butyl alcohol (they are considered equivalent starting materials) to methacrolein is sensitive to increase in pressure in this relatively low range. It should be noted that one would normally use a pressure above atmospheric and that the 340 kPa pressure used in Example II is a more realistic value for industrial applications.
7906480 137906480 13
TABEL· BTABLE · B
Selectiviteit/ % Methacroleine Azijn- CO +Selectivity /% Methacrolein Vinegar- CO +
Proef Duur in TBA + methacryl- zuur C02 5 nr._uur omzetting % zuur 17 38 46 76,5 6,1 13,2 18 54 51 75,8 5,2 13,3 19 56 50 76,5 5,4 12,3 20 58 46 77,4 5,0 11,4 10 21 60 47 78,3 4,7 10,8 22 66 43 77,5 4,4 12,3 23 68 46 78,3 4,7 11,1 24 80 60 79,3 5,0 9,8 25 82 60 77,3 5,5 10,9 15 26 86 50 78,9 4,4 11,0 27 82 45 79,7 4,4 10,6 28 96 60 76,3 5,2 13,1 29 100 61 76,9 6,1 12,1 30 104 61 77,7 5,6 11,7 20 31 108 57 79,1 5,5 10,5 32 118 51 79,4 5,0 10,4 33 122 52 80,5 4,4 10,0 34 126 51 79,2 4,9 10,6 35 130 50 78,8 4,8 11,1 25Test Duration in TBA + methacrylic acid CO2 5 No Hour Conversion% Acid 17 38 46 76.5 6.1 13.2 18 54 51 75.8 5.2 13.3 19 56 50 76.5 5.4 12 .3 20 58 46 77.4 5.0 11.4 10 21 60 47 78.3 4.7 10.8 22 66 43 77.5 4.4 12.3 23 68 46 78.3 4.7 11, 1 24 80 60 79.3 5.0 9.8 25 82 60 77.3 5.5 10.9 15 26 86 50 78.9 4.4 11.0 27 82 45 79.7 4.4 10.6 28 96 60 76.3 5.2 13.1 29 100 61 76.9 6.1 12.1 30 104 61 77.7 5.6 11.7 20 31 108 57 79.1 5.5 10.5 32 118 51 79.4 5.0 10.4 33 122 52 80.5 4.4 10.0 34 126 51 79.2 4.9 10.6 35 130 50 78.8 4.8 11.1 25
Voorbeeld IIIExample III
Men herhaalt voorbeeld II, maar nu verhit men O oExample II is repeated, but now O 0 is heated
bij de bereiding van de katalysator tot ongeveer 600 C in plaats van 380 Cin the preparation of the catalyst to about 600 ° C instead of 380 ° C
2 in voorbeeld II. Het specifiek oppervlak van de katalysator blijkt 2,4 m / 5P g te zijn. De voedingsgassamenstelling is 5,7 vol.% TBA, 9,8 vol.% zuurstof, 20 % stoom en de rest stikstof. Het blijkt, dat een temperatuur van 435-445°C vereist is om een omzetting te verkrijgen van 33-36 % en een selectiviteit voor methacroleine + methacrylzuur van ongeveer 75,5 %.2 in example II. The specific surface area of the catalyst is found to be 2.4 m / 5P g. The feed gas composition is 5.7 vol.% TBA, 9.8 vol.% Oxygen, 20% steam and the balance nitrogen. It appears that a temperature of 435-445 ° C is required to obtain a conversion of 33-36% and a selectivity to methacrolein + methacrylic acid of about 75.5%.
De CO + C02 selectiviteit blijkt ongeveer 20 % te zijn. Verhitting van de 55 katalysator tot een temperatuur van 600°C in plaats van 380°C van voor- 7906480 14 beeld II leidt dus tot een aanzienlijke verslechtering in h& katalysator-gedrag.The CO + CO2 selectivity appears to be about 20%. Thus, heating the 55 catalyst to a temperature of 600 ° C instead of 380 ° C of Example 790 results in a significant deterioration in the catalyst behavior.
Voorbeeld IVExample IV
3 5 In 750 cm water lost men 636 g van het molyb- deenzout . 4Η^0 op. Verder lost men 349 g Co(NO^) 2 . 6H20 op in 400 an water, 336 g Fe(NO^). . 9HJ5 op in 400 cm"3 water, 175 g 3 J J 1 33 636 g of the molybdenum salt are dissolved in 750 cm of water. 4Η ^ 0. Furthermore, 349 g of Co (NO2) 2 are dissolved. 6H 2 O in 400 ml of water, 336 g Fe (NO 2). . 9HJ5 in 400 cm 3 water, 175 g 3 J J 1 3
Ni(NO,)_ . 6H_0 op in 300 cm water, 40 g Tl NO op in 400 cm water, 3 2. έ 2 3 17,4 g CsNO, op in 100 cm water, 6 g KOH op in 50 cm water, 20,4 g J 3 3 10 SbCl op in 30 cm water en 10 cm geconcentreerd zoutzuur en 145 g 3 3 3Ni (NO1). 6H_0 in 300 cm water, 40 g Tl NO in 400 cm water, 3 2. έ 2 3 17.4 g CsNO, in 100 cm water, 6 g KOH in 50 cm water, 20.4 g J 3 3 10 SbCl in 30 cm water and 10 cm concentrated hydrochloric acid and 145 g 3 3 3
Bi(NO^)2 . 5H20 op in 100 cm water en 25 cm geconcentreerd salpeterzuur.Bi (NO ^) 2. 5H20 in 100 cm water and 25 cm concentrated nitric acid.
Aan alle bovengenoemde oplossingen tezamen gemengd voegt men 300 g 40 % colloidaal siliciumdioxyde (Ludox HS 40 %, van DuPont de Nemours en met een gemiddelde deeltjesafmeting van 120.10 m en een BET specifiek 2 15 oppervlak van 232 m /g) toe. Men voegt voldoende ammoniumhydroxyde toe om de pH van de oplossing op een waarde van 7 te brengen. Daarna dampt men de oplossing droog en maakt er pillen van op de wijze beschreven in voorbeeld I, maar nu worden de pillen geactiveerd door verhitting in lucht met een snelheid van 20°C per uur tot ongeveer 340°C en daarna snel tot 20 600°C en op die temperatuur gehouden gedurende 2,5 uur. De uiteindelijke katalysator heeft atoomverhoudingen van molybdeen, kobalt, ijzer, bismuth, thallium, antimoon, silicium, nikkel, cesium en kalium van 12, 4, 3, 1, 0,5, 0,3, 6,6, 2, 0,3 respectievelijk 0,3, op basis van de samenstelling van de oorspronkelijke oplossingen. Gedurende de activering neemt het 2 2 25 specifiek oppervlak af van ongeveer 23 m /g tot 5,1 m /g.To all the above solutions mixed together, 300 g of 40% colloidal silicon dioxide (Ludox HS 40%, from DuPont de Nemours and with an average particle size of 120.10 m and a BET specific surface area of 232 m / g) are added. Sufficient ammonium hydroxide is added to bring the pH of the solution to a value of 7. The solution is then evaporated to dryness and made into pellets in the manner described in Example I, but now the pellets are activated by heating in air at a rate of 20 ° C per hour to about 340 ° C and then quickly to 600 ° C C and held at that temperature for 2.5 hours. The final catalyst has atomic ratios of molybdenum, cobalt, iron, bismuth, thallium, antimony, silicon, nickel, cesium and potassium of 12, 4, 3, 1, 0.5, 0.3, 6.6, 2.0, 3 and 0.3, respectively, based on the composition of the original solutions. During activation, the specific surface area decreases from about 23 m / g to 5.1 m / g.
Men beproeft de katalysator onder de omstandigheden van voorbeeld III, maar nu is slechts een temperatuur van ongeveer 335°C nodig om de superieure resultaten te verkrijgen, getoond in tabel C. De katalysator is superieur aan de resultaten van voorbeeld II 30 en ook van voorbeeld I, die is uitgevoerd bij de meer gunstige druk van 1 atmosfeer.The catalyst is tested under the conditions of Example III, but now only a temperature of about 335 ° C is required to obtain the superior results shown in Table C. The catalyst is superior to the results of Example II and also of Example I, which is carried out at the more favorable pressure of 1 atmosphere.
7906480 'r. v 157906480 'r. v 15
TABEL CTABLE C
Selectiviteit/ % Methacroleine Azijn- CO +Selectivity /% Methacrolein Vinegar- CO +
Proef Duur in TBA + methacryl- zuur C02 5 nr,_uur_omzetting, %_zuur_ 36 12 67 84,7 2,4 6,3 37 18 70 83,9 2,3 7,5 38 22 70 84,2 2,2 7,1 39 26 72 84,2 3,3 5,0 10 40 34 70 84,9 2,2 6,6 41 38 70 85,2 2,4 6,4 42 60 71 83,8 2,7 6,2 43 100 68 84,2 2,1 7,6 44 2000 68 84,4 2,4 6,5 15Test Duration in TBA + methacrylic acid CO2 5 no, hour conversion,% acid 36 12 67 84.7 2.4 6.3 37 18 70 83.9 2.3 7.5 38 22 70 84.2 2.2 7 , 1 39 26 72 84.2 3.3 5.0 10 40 34 70 84.9 2.2 6.6 41 38 70 85.2 2.4 6.4 42 60 71 83.8 2.7 6, 2 43 100 68 84.2 2.1 7.6 44 2000 68 84.4 2.4 6.5 15
Het blijkt dat de katalysator van voorbeeld I met toegevoegd nikkel, siliciumoxyde, cesium en kalium superieur gedrag heeft in vergelijking met de tot nog toe gebruikte katalysator van voorbeeld I, maar onder meer rigoreuze omstandigheden van voorbeeld III.It has been found that the catalyst of Example I with added nickel, silica, cesium and potassium has superior performance compared to the catalyst of Example I used so far, but under more rigorous conditions of Example III.
2020
Voorbeeld VExample V
Dergelijke resultaten worden getoond in de volgende tabel D, waarin een katalysator met dezelfde samenstelling als in voorbeeld IV wordt bereid, maar nu laat men het siliciumgehalte stijgen van 25 een atoomgehalte van 6,6 tot 12. Het specifiek oppervlak van de katalysa- 2 2 oSuch results are shown in the following Table D, in which a catalyst of the same composition as in Example IV is prepared, but now the silicon content is increased from an atomic content of 6.6 to 12. The specific surface area of the catalyst 2 O
tor neemt af van ongeveer 23 m /g tot 7,8 m /g door verhitting tot 600 Ctor decreases from about 23 m / g to 7.8 m / g by heating to 600 ° C
gedurende de bereiding van de katalysator. In tegenstelling met de voorgaande voorbeelden varieert men de voedingssamenstelling, druk en ruimte-snelheid gedurende de proefloop.during the preparation of the catalyst. In contrast to the previous examples, the feed composition, pressure and space velocity are varied during the test run.
7906480 16 <*> +7906480 16 <*> +
-M o> s-j -H G 3 0) -Η 3 -POM-M o> s-j -H G 3 0) -Η 3 -POM
'> 'o ^-ι τ! Η Η ϋίβίΰ cor-cocococococococooococococo φ Λ Λ .-ι -μ -Ρ φ ο ο cq S Ε rj^1 # νοιηι^ω^ΐ'ΐη^Ησιη'ϊΟίηΓ'Ο'Ή ϋ . ^ - - - ο Ό I Ή S 2ri οοοοοοοοοοοοοοο s5i οοοοοοοοοοοίΛωιηιη'>' o ^ -ι τ! Η Η ϋίβίΰ cor-cococococococococooococococo φ Λ Λ.-Ι -μ -Ρ φ ο ο cq S Ε rj ^ 1 # νοιηι ^ ω ^ ΐ'ΐη ^ Ησιη'ϊΟίηΓ'Ο'Ή ϋ. ^ - - - ο Ό I Ή S 2ri οοοοοοοοοοοοοοο s5i οοοοοοοοοοοοίΛωιηιη
ΗΦ Ρ OOOOOOOOOOOCSCSCSCNΡ Ρ OOOOOOOOOOOCSCSCSCN
3Ö3 ^^tnmnfnfoncnnmoaroojcN3Ö3 ^^ tnmnfnfoncnnmoaroojcN
ft ω 3 ο, ^(^coco-r-iinvoinoinCTioocooo ΦΟ rocnminmcnnnnnnmnc^nft ω 3 ο, ^ (^ coco-r-iinvoinoinCTioocooo ΦΟ rocnminmcnnnnnnmnc ^ n
Eh Ο ° id . locococococoaococococovovo'g^ j Dë (rjcnrorofonronromfnroi’ot^f’i rvi tr Π fc*****^^^**^^**·^*'Eh id ° id. locococococoaococococovovo'g ^ j Dë (rjcnrorofonronromfnroi'ot ^ f'i rvi tr Π fc ***** ^^^ ** ^^ ** · ^ * '
2 Qfl3 c»ironnnnmmnnmojcMoicN2 Qfl3 c »ironnnnmmnnmojcMoicN
Ü I Οΐοο^Ο'Ό^ο^νονονονο'Χϊίπιηιοιη ül ΜΟ!ίΝί^^^,^Η,ΗΗ,Ητ*,,Η'ΗΗΗ (β I dP Κ| &ι Η 3 CD φ Η C "gj > ΝΦ φΟΙΦφβ'ΦΛΟ'ΟΙΟΙΦΊΙ'ΰΰ •HG θ| Η rt «ι ,η τ* τ-ι Ό Φ O' cd ε g O tg ·Η >C0H ^Γ'Γ^Γ'^Γ'Γ^Γ'Ι^Ι^^Ι-- rjf vks*»».,****‘^s** ίίΙιηιηιηιηιηιηιηιηιηιηιηΓ^Γ^Γ'Γ' <, u co σ> cm ωÜ I Οΐοο ^ Ο'Ό ^ ο ^ νονονονο'Χϊίπιηιοιη ül ΜΟ! ΊΝί ^^^, ^ Η, ΗΗ, Ητ * ,, Η'ΗΗΗ (β I dP Κ | & ι Η 3 CD φ Η C "gj> ΝΦ φΟΙΦφβ'ΦΛΟ'ΟΙΟΙΦΊΙ'ΰΰ • HG θ | Η rt «ι, η τ * τ-ι Ό Φ O 'cd ε g O tg · Η> C0H ^ Γ'Γ ^ Γ' ^ Γ'Γ ^ Γ'Ι ^ Ι ^^ Ι-- rjf vks * »»., **** '^ s ** ίίΙιηιηιηιηιηιηιηιηιηιηιηΓ ^ Γ ^ Γ'Γ' <, u co σ> cm ω
33 -<ivOinOOT-iO(T>^HCO^-i-<HCNiN33 - <ivOinOOT-10 (T> ^ HCO ^ -i <HCNiN
3 3 cOCT>CNCNm,3,lOCOr'-CO<Tl-'-I^H'-l''H3 3 cOCT> CNCNm, 3, lOCOr'-CO <Tl -'- I ^ H'-l''H
l| Il | I
ω invOi^-cocJ'O'rHCsm^'iocor^cocJ'ω invOi ^ -cocJ'O'rHCsm ^ 'iocor ^ cocJ'
U P ft GU P ft G
79064807906480
'r Vr
6 176 17
Voorbeeld VIExample VI
Het effect van nikkel op de k&tlysator volgens de uitvinding wordt getoond in de volgende tabel E, waarin de katalysator-samenstelling van voorbeeld IV, uitgezonderd het nikkelgehalte, wordt 5 beproefd onder dezelfde omstandigheden als in voorbeeld IV.The effect of nickel on the catalyst of the invention is shown in the following Table E, in which the catalyst composition of Example IV, excluding the nickel content, is tested under the same conditions as in Example IV.
TABEL ETABLE E
Selectiviteit, %Selectivity,%
Proef Duur Temp. TBA Methacroleine Azijn- CO + 10 nr. in uur °C omzetting + methacryl- zuur CC>2 % zuur_;_I__ 60 9 368 65 82,5 3,1 9 61 11 368 66 83,3 3,3 8 62 13 366 64 83,6 2,9 8,9 15 63 19 372 68 80,9 3,2 11Trial Duration Temp. TBA Methacrolein Vinegar- CO + 10 no. In hours ° C conversion + methacrylic acid CC> 2% acid _; _ I__ 60 9 368 65 82.5 3.1 9 61 11 368 66 83.3 3.3 8 62 13 366 64 83.6 2.9 8.9 15 63 19 372 68 80.9 3.2 11
Wanneer men de tabellen C en E vergelijkt, blijkt, dat de omzetting van tertiaire butylalkohol lager is wanneer de katalysator nikkel mist, zoals blijkt zowel direct door meting als indirect door de 20 temperatuur vereist voor de reactie. Het specifiek oppervlak van de kata- 2 lysator is 4,8 m /g.Comparing Tables C and E, it appears that the conversion of tertiary butyl alcohol is lower when the catalyst lacks nickel, as evidenced both directly by measurement and indirectly by the temperature required for the reaction. The specific surface area of the catalyst is 4.8 m / g.
Voorbeeld VIIExample VII
Men bereidt een katalysator volgens voorbeeld IV, maar .. .A catalyst according to example IV is prepared, but.
25 nu vervangt men kalium en cesium door calcium en lost 52,8 g 3Now potassium and cesium are replaced by calcium and 52.8 g 3 are dissolved
Ca(C2H.j02) . H2O op in 200 cm water en voegt aan de oplossing toe om te voorzien in calcium in een katalysator met de volgende samenstelling (op basis van de oorspronkelijke oplossingen): 30 Mo12Co4Pe3Bi1Tl0i5Sb6i6Ni2Ca1Oj oCa (C2H.jO2). H2O in 200 cm of water and add to the solution to provide calcium in a catalyst of the following composition (based on the original solutions): 30 Mo12Co4Pe3Bi1Tl0i5Sb6i6Ni2Ca1Oj o
Men verhit de katalysator tot ongeveer 600 C gedurende 3 uur gedurende de calcinering, die maakt dat het specifiek oppervlak af neemt van onge-2 2 veer 20 m /g tot 5 m /g. Men beproeft de katalysator met een voedings-35 samenstelling van 7 vol.% isobuteen, 15 vol.% stoom, 16 vol.% zuurstof 7906480 2 18 en de rest stikstof en een druk van 2,44 kg/cm absoluut en een ruimte-snelheid van ongeveer 2250 uur 1 met de volgende resultaten:The catalyst is heated to about 600 ° C for 3 hours during the calcination, which causes the specific surface area to decrease from about 20 m / g to 5 m / g. The catalyst is tested with a feed composition of 7 vol.% Isobutene, 15 vol.% Steam, 16 vol.% Oxygen 7906480 2 18 and the remainder nitrogen and a pressure of 2.44 kg / cm absolute and a space speed of approximately 2250 hours 1 with the following results:
TABEL FTABLE F
5 Selectiviteit, %5 Selectivity,%
Proef Duur Tempe- iC^ Methacroleine Azijn- CO + nr. in uur ratuur omzet- + methacryl- zuur C02 _ °C ting, %_zuur ____ 64 9 345 66 78,2 3,7 10,7 10 65 33 371 75 80,8 3,7 10,6 66 42 379 84 79,7 5,2 11,2 67 63 379 87 80,7 3 12,6 68 91 351 83 79,6 4 11,8Test Duration Tempe- iC ^ Methacrolein Vinegar- CO + no. In hour rature turnover- + methacrylic acid CO2 _ ° C ting,% _acid ____ 64 9 345 66 78.2 3.7 10.7 10 65 33 371 75 80 , 8 3.7 10.6 66 42 379 84 79.7 5.2 11.2 67 63 379 87 80.7 3 12.6 68 91 351 83 79.6 4 11.8
15 Voorbeeld-VIIIExample VIII
Men bereidt een katalysator volgens voorbeeld IV, maar 3 nu lost men 124 g La(NO^) 2 . δΗ^Ο op in 300 cm water en voegt toe aan de oplossing om te voorzien in lanthaam in een katalysator met de volgende samenstelling (op basis van de oorspronkelijke oplossingen): 20A catalyst according to example IV is prepared, but now 124 g of La (NO2) 2 are dissolved. δΗ ^ Ο in 300 cm of water and add to the solution to provide lanthanum in a catalyst of the following composition (based on the original solutions): 20
La 4La 4
Mo._Co.Fe_Bi.Tl _Sbn ,Si.' NiiCs. -K. ,0.Mo._Co.Fe_Bi.Tl _Sbn, Si. ' NiiCs. -K. , 0.
12 4 3 1 0,5 0,3 6,6- 2 0,3 0,3 j12 4 3 1 0.5 0.3 6.6-2.3 0.3 j
Voorbeeld IXExample IX
Men bereidt een katalysator volgens voorbeeld IV, maar 3 25 nu lost met 76,2 g (NH.),. W_0„. . H_0 op in 300 cm water en voegt toe 467 24 2 aan de oplossing om te voorzien in wolfraam in een katalysator met de volgende samenstelling (op basis van de oorspronkelijke oplossingen):A catalyst according to example IV is prepared, but now it is dissolved with 76.2 g (NH.). W_0 ". . H_0 in 300 cm of water and add 467 24 2 to the solution to provide tungsten in a catalyst of the following composition (based on the original solutions):
WjWj
Mo. Co .Fe0Bi Tl rSb Si Hi^Cs^ „0.Mo. Co. Fe0Bi Tl rSb Si Hi ^ Cs ^ 0.
12 4 3 1 0,5 0,3 6,6 2^0,3 0,3 j 3012 4 3 1 0.5 0.3 6.6 2 ^ 0.3 0.3 y 30
Naast het effect van de gereviseerde katalysatorsamen- stelling wordt gemeend dat het belangrijk is het specifiek oppervlak van de katalysator te handhaven binnen een betrekkelijk nauw traject, globaal 2 2 van 0,5-10 m /g en bij voorkeur 2-6 m /g gemeten volgens de BET methode.In addition to the effect of the reconditioned catalyst composition, it is believed that it is important to maintain the specific surface area of the catalyst within a relatively narrow range, globally 2 van 0.5-10 m / g and preferably 2-6 m / g measured according to the BET method.
35 Het specifiek oppervlak houdt verband met de porieafmeting, daar eenThe specific surface is related to the pore size, one of them
79 0 6 4 8 C79 0 6 4 8 C
19 deeltje met vele kleine poriën een groot specifiek oppervlak zou hebben en een deeltje met slechts grote poriën een betrekkelijk klein specifiek oppervlak. Verhitting van de katalysator gedurende een voldoende lange o oA particle with many small pores would have a large specific surface area and a particle with only large pores would have a relatively small specific surface area. Heating the catalyst for a sufficiently long time
tijd tot een temperatuur van tenminste 525 C en bij voorkeur boven 550 Ctime to a temperature of at least 525 C and preferably above 550 C
5 schijnt het effect te hebben van het elimineren van de kléinere poriën en dus het reduceren van het specifiek oppervlak. Hoewel calcinering van de katalysator voor het gebruik bij ongeveer 600°C de voorkeur verdient, kan calcinering bij wat lagere temperaturen, tenminste ongeveer 525°C, worden uitgevoerd wanner het specifiek oppervlak van de uiteindelijke 2 10 katalysator beneden ongeveer 10 m /g en bij voorkeur beneden ongeveer 2 6 m /g is, zoals zal blijken uit het volgende voorbeeld X.5 appears to have the effect of eliminating the smaller pores and thus reducing the specific surface area. Although calcination of the catalyst is preferred for use at about 600 ° C, calcination at somewhat lower temperatures, at least about 525 ° C, can be performed when the specific surface area of the final catalyst is below about 10 m / g and at preference is below about 26 m / g, as will be apparent from the following Example X.
Voorbeeld XExample X.
Men bereidt een katalysator volgens voorbeeld IV ter 15 verkrijging van een katalysator met de volgende samenstelling (op basis van de oorspronkelijke oplossingen): M°12C°4Pe3Bll'rl0,5Sb0,3S±6,6Ni2Cs0,3K0,3°j * 20 Men verhit de katalysator tot ongeveer 550°C gedurende 3 uur gedurende de 2 calcinering, waardoor een specifiek oppervlak wordt verkregen van 9,6 m / g en beproeft de katalysator met een voedingssamenstelling van 5,4 vol.% isobuteen, 9,8 vol.% zuurstof, 16 vol.% stoom en de rest stikstof en een druk van 3,4 kg/cm2 absoluut, een temperatuur van ongeveer 335°C en een 25 ruimtesnelheid van ongeveer 3000 uur 1 met de volgende resultaten: 7906480 20A catalyst according to example IV is prepared to obtain a catalyst of the following composition (based on the original solutions): M ° 12C ° 4Pe3Bll'rl0.5Sb0.3S ± 6.6Ni2Cs0.3K0.3 ° j * 20. heat the catalyst to about 550 ° C for 3 hours during the 2 calcination to give a specific surface area of 9.6 m / g and test the catalyst with a feed composition of 5.4 vol% isobutene, 9.8 vol. % oxygen, 16 vol.% steam and the remainder nitrogen and a pressure of 3.4 kg / cm2 absolute, a temperature of about 335 ° C and a space velocity of about 3000 hours 1 with the following results: 7906480 20
TABEL GTABLE G
Proef Duur in iC^ = Methacroleine Azijn- CO + ar. uur omzetting + methacryl- zuur CO^ _% zuur___ 5 69 8 74,6 82,15 2,58 8,01 70 10 73,5 82,25 2,50 8,07 71 12 74,2 82,73 2,54 7,83 72 14 74,5 82,64 2,30 8,24 73 26 68,5 82,5 2,51 8,2 10Trial Duration in iC ^ = Methacrolein Vinegar- CO + ar. hour conversion + methacrylic acid CO ^ _% acid___ 5 69 8 74.6 82.15 2.58 8.01 70 10 73.5 82.25 2.50 8.07 71 12 74.2 82.73 2, 54 7.83 72 14 74.5 82.64 2.30 8.24 73 26 68.5 82.5 2.51 8.2 10
Voorbeeld XIExample XI
Bij een katalysator met de samenstellingAt a catalyst of the composition
Mo.„Co.Fe_.Bi.Tl,. -Sb,. ,Si_ _Ni_Cs K o. meet men een totaal specifiek 12 4 3 1 0,5„ °r° 2 o oppervlak van 23 m /g na calcinering met temperaturen tot maximaal 280°C. 15 Men meet het porievolume volgens de kwikporosimetermethode en deze blijkt 3 0,3 cm /g te zijn en de porieverdeling blijkt volgens dezelfde methode zodanig te zijn, dat 70 % van het inwendige oppervlak van de katalysator behoort aan poriën met een diameter van 100.10 *^m en groter en 30 % van het inwendig oppervlak aan poriën kleiner dan 100.10 ^ m. De gemiddelde 20 poriediameter is 1600.10 10 m.Mo. "Co.Fe_.Bi.Tl ,. -Sb ,. Si_Ni_Cs K o. A total specific 12 4 3 1 0.5 ° r ° 2 surface of 23 m / g is measured after calcination with temperatures up to a maximum of 280 ° C. The pore volume was measured by the mercury porosimeter method and it was found to be 0.3 cm / g and the pore distribution by the same method was found to be such that 70% of the internal surface of the catalyst belongs to pores with a diameter of 100.10 * ^ m and larger and 30% of the internal surface area of pores smaller than 100.10 ^ m. The average 20 pore diameter is 1600.10 10 m.
Men bereidt een katalysator identiek aan die als hierboven is beschreven, maar nu calcineert men bij 600°C gedurende 3 uur in lucht. Het porievolume blijft 0,3 cm3/g maar het totale specifiek opper-2 vlak blijkt 6,24 m /g te zijn en 97 % van het inwendige specifiek opper-25 vlak behoort tot poriën van 100.10 ^ m diameter en groter en slechts 3 % van het inwendig oppervlak aan poriën kleiner dan 100.10 ^ m diameter. De gemiddelde diameter is 3660.10 ^ m.A catalyst identical to that described above is prepared, but the mixture is now calcined at 600 ° C for 3 hours in air. The pore volume remains 0.3 cm3 / g but the total specific surface 2 appears to be 6.24 m / g and 97% of the internal specific surface belongs to pores of 100.10 µm in diameter and larger and only 3 % of the internal surface area with pores smaller than 100.10 ^ m diameter. The average diameter is 3660.10 ^ m.
Zoals uit voorbeeld XI blijkt, is één effect van het verhitten van de katalysator tot hoger dan normale temperaturen de reduc-30 tie van het specifiek oppervlak door eliminering van de poriën met een diameter kleiner dan ongeveer 100.10 m, wat het effect heeft van toename van de gemiddelde poriediameter. Andere effecten kunnen ook belangrijk zijn.As can be seen from Example XI, one effect of heating the catalyst to above normal temperatures is to reduce the specific surface area by eliminating the pores with a diameter of less than about 100.10 m, which has the effect of increasing the average pore diameter. Other effects can also be important.
79064807906480
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US93964578A | 1978-09-05 | 1978-09-05 | |
US93964578 | 1978-09-05 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL7906480A true NL7906480A (en) | 1980-03-07 |
NL183170B NL183170B (en) | 1988-03-16 |
NL183170C NL183170C (en) | 1988-08-16 |
Family
ID=25473515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NLAANVRAGE7906480,A NL183170C (en) | 1978-09-05 | 1979-08-29 | CATALYST FOR OXYDATION OF ISOBUTENE AND / OR TERTIARY BUTYL ALCOHOL. |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JPS5829139B2 (en) |
AR (1) | AR221897A1 (en) |
BE (1) | BE878585A (en) |
BR (1) | BR7905703A (en) |
DE (1) | DE2935903C2 (en) |
FR (1) | FR2435456B1 (en) |
GB (1) | GB2030885B (en) |
IT (1) | IT1120007B (en) |
NL (1) | NL183170C (en) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2481146A1 (en) * | 1980-04-25 | 1981-10-30 | Rhone Poulenc Ind | PROCESS FOR THE PREPARATION OF CATALYSTS BASED ON OXIDES OF MOLYBDENUM AND / OR TUNGSTEN AND OXIDES OF OTHER METALS |
JPS5849338A (en) * | 1981-09-17 | 1983-03-23 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Preparation of alpha, beta-unsaturated carboxylate |
US4413147A (en) * | 1982-04-14 | 1983-11-01 | The Halcon Sd Group, Inc. | Conversion of isobutane to methacrolein |
US4535188A (en) * | 1982-04-14 | 1985-08-13 | The Halcon Sd Group, Inc. | Conversion of isobutane to methacrolein |
US4532365A (en) * | 1982-09-20 | 1985-07-30 | The Halcon Sd Group, Inc. | Conversion of alkanes to unsaturated aldehydes |
USRE32082E (en) * | 1982-04-14 | 1986-02-11 | The Halcon Sd Group, Inc. | Conversion of isobutane to methacrolein |
JPS5946132A (en) * | 1982-09-06 | 1984-03-15 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | Catalyst for synthesis of methacrolein |
US4537874A (en) * | 1982-10-22 | 1985-08-27 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | Catalyst for production of unsaturated aldehydes |
JPS6028824A (en) * | 1983-07-27 | 1985-02-14 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | Catalyst for manufacturing methacrolein |
US5208371A (en) * | 1986-11-11 | 1993-05-04 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Process for production of methacrolein and methacrylic acid |
JPS63122642A (en) * | 1986-11-11 | 1988-05-26 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Production of methacrolein and methacrylic acid |
DE3930534A1 (en) * | 1989-09-13 | 1991-03-21 | Degussa | METHOD FOR PRODUCING ACROLEIN BY CATALYTIC GAS PHASE OXIDATION OF PROPEN |
JP2547901B2 (en) * | 1991-02-27 | 1996-10-30 | 北海道電力株式会社 | Mud treatment agent and treatment method |
CN1062550C (en) † | 1993-06-25 | 2001-02-28 | 住友化学工业株式会社 | Process for production of unsaturated aldehyde and unsaturated carboxylic acid |
WO2003039744A1 (en) | 2001-11-08 | 2003-05-15 | Mitsubishi Chemical Corporation | Composite oxide catalyst and method for preparation thereof |
JP4242597B2 (en) | 2002-02-28 | 2009-03-25 | 株式会社日本触媒 | Unsaturated aldehyde synthesis catalyst, production method thereof, and production method of unsaturated aldehyde using the catalyst |
KR100687671B1 (en) | 2003-03-05 | 2007-03-02 | 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 | Particulate Porous Ammoxidation Catalyst |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4087382A (en) * | 1976-11-24 | 1978-05-02 | Halcon International, Inc. | Catalyst |
-
1979
- 1979-08-29 NL NLAANVRAGE7906480,A patent/NL183170C/en not_active IP Right Cessation
- 1979-09-04 BE BE0/197002A patent/BE878585A/en not_active IP Right Cessation
- 1979-09-04 IT IT50160/79A patent/IT1120007B/en active
- 1979-09-04 FR FR7922126A patent/FR2435456B1/en not_active Expired
- 1979-09-05 GB GB7930770A patent/GB2030885B/en not_active Expired
- 1979-09-05 JP JP54114053A patent/JPS5829139B2/en not_active Expired
- 1979-09-05 DE DE2935903A patent/DE2935903C2/en not_active Expired
- 1979-09-05 BR BR7905703A patent/BR7905703A/en unknown
- 1979-09-05 AR AR277967A patent/AR221897A1/en active
-
1982
- 1982-11-27 JP JP57208359A patent/JPS58113141A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5829139B2 (en) | 1983-06-21 |
IT7950160A0 (en) | 1979-09-04 |
FR2435456A1 (en) | 1980-04-04 |
GB2030885B (en) | 1983-04-07 |
JPS58113141A (en) | 1983-07-05 |
DE2935903C2 (en) | 1982-08-05 |
AR221897A1 (en) | 1981-03-31 |
BR7905703A (en) | 1980-07-15 |
DE2935903A1 (en) | 1980-03-13 |
NL183170B (en) | 1988-03-16 |
GB2030885A (en) | 1980-04-16 |
IT1120007B (en) | 1986-03-19 |
BE878585A (en) | 1980-03-04 |
FR2435456B1 (en) | 1986-02-21 |
JPS5536000A (en) | 1980-03-13 |
NL183170C (en) | 1988-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL7906480A (en) | CATALYSTS AND METHODS USING THEM | |
US4621155A (en) | Process for preparation of methacrylic acid | |
KR100247524B1 (en) | Catalyst for producing acrylic acid and method for production of acrylic acid by the use of the catalyst | |
JP2009142815A (en) | Catalyst composition for ammoxidation of alkane and olefin and methods of making and using same | |
EP0427508A1 (en) | method for production of acrylic acid | |
US4271040A (en) | Catalyst and process for producing methacrylic acid | |
TW200538200A (en) | Catalyst for partial oxidation and preparation method thereof | |
US4087382A (en) | Catalyst | |
US4374759A (en) | Catalysts and process for unsaturated aldehydes | |
US4547588A (en) | Process for producing methacrylic acid | |
US4479013A (en) | Catalyst and process for unsaturated aldehydes | |
JPS6127097B2 (en) | ||
JP3299425B2 (en) | Catalyst for producing acrylic acid and method for producing the same | |
US4092354A (en) | Process for production of acrylic acid | |
US4414134A (en) | Impregnating catalysts | |
USRE30545E (en) | Catalyst | |
US4230640A (en) | Process for the preparation of acrolein and methacrolein | |
US4377501A (en) | Catalyst and process for producing methacrylic acid | |
US4252683A (en) | Catalyst for producing methacrylic acid | |
US4503247A (en) | Process for producing methacrylic acid | |
US4230639A (en) | Process for the preparation of methacrolein | |
US4454346A (en) | Process for producing methacrylic acid | |
GB2029721A (en) | Catalytic oxidation of methacrolein | |
GB2121309A (en) | Catalyst and process for producing methacrylic acid | |
US4261859A (en) | Catalyst for producing methacrylic acid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
BB | A search report has been drawn up | ||
BC | A request for examination has been filed | ||
A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
BK | Erratum |
Free format text: CORRECTION TO PAMPHLET |
|
V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |