NO147068B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ACRYLIC ACID AND METACRYLIC ACID BY REPLACING PROPYLEN OR ISOBUTYLENE WITH MOLECYCLES OXYGEN - Google Patents
PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ACRYLIC ACID AND METACRYLIC ACID BY REPLACING PROPYLEN OR ISOBUTYLENE WITH MOLECYCLES OXYGEN Download PDFInfo
- Publication number
- NO147068B NO147068B NO741549A NO741549A NO147068B NO 147068 B NO147068 B NO 147068B NO 741549 A NO741549 A NO 741549A NO 741549 A NO741549 A NO 741549A NO 147068 B NO147068 B NO 147068B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- catalyst
- oxidation
- catalysts
- oxidation catalyst
- acrylic acid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 19
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 150000002735 metacrylic acids Chemical class 0.000 title 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 150
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 45
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 36
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 15
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- STNJBCKSHOAVAJ-UHFFFAOYSA-N Methacrolein Chemical compound CC(=C)C=O STNJBCKSHOAVAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 5
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 claims description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical group [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 8
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 7
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- -1 G is tungsten Chemical compound 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Chemical group 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical group [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001030 gas--liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Chemical group 0.000 description 2
- 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 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical group [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- DKUYEPUUXLQPPX-UHFFFAOYSA-N dibismuth;molybdenum;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Mo].[Mo].[Bi+3].[Bi+3] DKUYEPUUXLQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 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
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/30—Tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
- C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
- C07C51/252—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Oksydasjonen av propylen eller isobutylen til akrylsyre The oxidation of propylene or isobutylene to acrylic acid
eller metakrylsyre har blitt utført i to fast-skikt-reaktorer inneholdende to forskjellige katalysatorer for å oppnå de beste utbytter. Å kombinere de to katalysatorene i en reaktor har ikke blitt betraktet for å være tilrådelig på grunn av at den andre katalysator angriper olefinet på en slik måte at det blir dannet biprodukter. Det blir således, før den ønskede omsetning kan foregå, heller dannet uønskede biprodukter enn de ønskede umettede syrer. or methacrylic acid has been carried out in two fixed-bed reactors containing two different catalysts to obtain the best yields. Combining the two catalysts in one reactor has not been considered advisable because the second catalyst attacks the olefin in such a way that by-products are formed. Thus, before the desired conversion can take place, unwanted by-products are formed rather than the desired unsaturated acids.
Forskjellige katalysatorer som er effektive for omdannelsen Different catalysts that are effective for the conversion
av propylen eller isobutylen, er vel kjente. Representative patenter som gir eksempler på slike katalysatorer innbefatter: US-patenter 2.941.007, 3,248.340, 3.639.269, 3.362.998, of propylene or isobutylene, are well known. Representative patents that provide examples of such catalysts include: US Patents 2,941,007, 3,248,340, 3,639,269, 3,362,998,
3.629.148, 3.576.764 og 3.171.859, nederlandsk patent 769.689, belgiske patenter 767.659, 774.905 og 777.476 som viser vismut-molybdat og andre molybdatkatalysatorer, US-patenter 3.428.674, 3.431.292, 3.542.842, 3.544.616 og 3.551.470 som viser for- 3,629,148, 3,576,764 and 3,171,859, Dutch Patent 769,689, Belgian Patents 767,659, 774,905 and 777,476 showing bismuth molybdate and other molybdate catalysts, US Patents 3,428,674, 3,431,292, 3,543,854, 616,642 and 3,551,470 which show for-
skjellige uran-katalysatorer som er effektive for å fremstille de umettede aldehyder fra propylen og isobutylen, og andre katalysatorer som er effektive ved denne olefin-oksydasjon, er representert ved US-patenter 3.264.225, 3.197.419, 3.200.081, 3.282. 982, 3. 468.958 og 3.408.400, nederlandsk patent 7.018.091 various uranium catalysts effective in producing the unsaturated aldehydes from propylene and isobutylene, and other catalysts effective in this olefin oxidation, are represented by US patents 3,264,225, 3,197,419, 3,200,081, 3,282. 982, 3,468,958 and 3,408,400, Dutch Patent 7,018,091
og britisk patent 1.091.961. and British Patent 1,091,961.
De andre katalysatorer som blir anvendt ved oppfinnelsen, The other catalysts that are used in the invention,
er også kjente. Katalysatorer som er representative for den andre katalysator i henhold til oppfinnelsen, er representert ved US-patenter 3.567.773 og 3.567.772, belgisk patent 773.851, nederlandsk patent 7.205.595, kanadisk patent 893.145, belgisk patent 77 4.32 9, tysk patent 2 . 217 . 77 4 og tysk patent 2.214.480 are also known. Catalysts representative of the second catalyst according to the invention are represented by US patents 3,567,773 and 3,567,772, Belgian patent 773,851, Dutch patent 7,205,595, Canadian patent 893,145, Belgian patent 77 4,329, German patent 2 . 217 . 77 4 and German patent 2,214,480
som viser oksydasjon av umettet aldehyd oksydasjonskatalysatorer ved anvendelse av katalysatorer inneholdende i det minste molybden. Andre katalysatorer for fremstilling av syrer er kjent fra US-patenter 2.881.214, 2.881.213, 2.881.212 og 3.395.178, tysk patent 2.046.411, japansk patent 72/11969 og belgisk patent 784.263. Fra BRD off.skrift. 2.126.534 er det kjent å fremstille akrylsyre eller metakrylsyre i ett trinn ved oksydasjon av propen eller isobuten i gassfase med molekylært oksygen i nærvær av en to-komponent oksydasjonskatalysator i et fast lag.. which shows oxidation of unsaturated aldehyde oxidation catalysts using catalysts containing at least molybdenum. Other catalysts for the production of acids are known from US patents 2,881,214, 2,881,213, 2,881,212 and 3,395,178, German patent 2,046,411, Japanese patent 72/11969 and Belgian patent 784,263. From BRD official document. 2,126,534, it is known to produce acrylic acid or methacrylic acid in one step by oxidizing propene or isobutene in gas phase with molecular oxygen in the presence of a two-component oxidation catalyst in a solid layer.
Men kombinasjon av de to katalysatorer i en reaktor ved en fluidisert-skikt-oksydasjon av olefinet til syren er ikke kjent. Dessuten kunne man ikke i industrien vente de svært ønskelige utbytter av akrylsyre og metakrylsyre som erholdes i henhold til foreliggende oppfinnelse. But the combination of the two catalysts in a reactor in a fluidized-bed oxidation of the olefin to the acid is not known. Moreover, one could not expect in industry the very desirable yields of acrylic acid and methacrylic acid which are obtained according to the present invention.
En av fordelene ved anvendelse av en fluidisert-skikt-reaktor er at man får en jevn temperatur i hele reaksjonssonen sammenlignet med et fast-skikt-reaktorsystem hvor det er mulig å oppnå en temperaturgradient. One of the advantages of using a fluidized-bed reactor is that you get a uniform temperature throughout the reaction zone compared to a fixed-bed reactor system where it is possible to achieve a temperature gradient.
Det omtalte BRD off.skrift 2.126.534 nevner spesielt The mentioned BRD official document 2,126,534 mentions in particular
at katalysatorene har forskjellige optimaltemperaturer for hver av de to forskjellige oksydasjonsprosesser som finner sted. Ved foreliggende fremgangsmåte ville man vente at to katalysatorer med forskjellige optimaltemperaturer ikke ville virke like godt i et fluidisert skikt som i et fast skikt hvor det er mulig å oppnå en ønsket temperaturprofil. En temperaturprofi 1 kan i realiteten ansees som et iboende trekk ved et fast-skikt-reaktorsystem. Det er således uventet at det ved anvendelse av et fluidisert skikt med to forskjellige katalysatorer oppnås et høyt utbytte, når man tar i betraktning at det ville være nærliggende å vente at de spesielle forhold ved et fluidisert skikt ville være uheldige for det to-katalysator-system som anvendes ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. that the catalysts have different optimum temperatures for each of the two different oxidation processes that take place. With the present method, one would expect that two catalysts with different optimum temperatures would not work as well in a fluidized bed as in a solid bed where it is possible to achieve a desired temperature profile. A temperature profile 1 can in reality be considered an inherent feature of a fixed-bed reactor system. It is thus unexpected that a high yield is achieved by using a fluidized bed with two different catalysts, when one takes into account that it would be reasonable to expect that the special conditions of a fluidized bed would be unfavorable for the two-catalyst system used in the method according to the invention.
I henhold til foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av akrylsyre og metakrylsyre ved omsetning av propylen eller isobutylen med molekylært oksygen ved en forhøyet temperatur i nærvær av en oksydasjonskatalysator, According to the present invention, a method is provided for the production of acrylic acid and methacrylic acid by reacting propylene or isobutylene with molecular oxygen at an elevated temperature in the presence of an oxidation catalyst,
ved som oksydasjonskatalysator å anvende en katalysator som inneholder to forskjellige katalysatorer, idet den første katalysator er en som er spesielt effektiv ved oksydasjonen av propylen eller isobutylen til akrolein eller metakrolein, og den andre katalysator er en som er spesielt effektiv ved oksydasjonen av akrolein eller metakrolein til akrylsyre eller metakrylsyre. Fremgangsmåten karakteriseres ved at omsetningen utføres i en fluidisert-skikt-reaktor hvori oksydasjons- by using as an oxidation catalyst a catalyst containing two different catalysts, the first catalyst being one which is particularly effective in the oxidation of propylene or isobutylene to acrolein or methacrolein, and the second catalyst being one which is particularly effective in the oxidation of acrolein or methacrolein to acrylic acid or methacrylic acid. The method is characterized by the fact that the reaction is carried out in a fluidized-bed reactor in which oxidation
katalysatoren blir holdt i en, i det vesentlige udelt, reaksjons- the catalyst is kept in a substantially undivided reaction
sone på en slik måte at oksydasjonskatalysatoren kan beveges til hvilket som helst punkt i reaksjonssonen. Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen oppnås overraskende høye omdannelser til nyttige syre-produkter per passasje. zone in such a way that the oxidation catalyst can be moved to any point in the reaction zone. With the method according to the invention, surprisingly high conversions to useful acid products are achieved per passage.
Som angitt ovenfor er foreliggende oppfinnelse en fremgangs- As stated above, the present invention is a progress
måte for fremstilling av akrylsyre eller metakrylsyre fra propylen eller isobutylen ved anvendelse av prosess-forhold, reaktant-tilmatninger og reaksjonsparametere som ligger innen de områder som er beskrevet i faglitteraturen. Problemet ved foreliggende oppfinnelse er anvendelsen av en fluidisert-skikt-reaktor som benytter en oksydasjonskatalysator inneholdende to forskjellige katalysatorer. method for producing acrylic acid or methacrylic acid from propylene or isobutylene using process conditions, reactant feeds and reaction parameters that lie within the ranges described in the literature. The problem with the present invention is the use of a fluidized bed reactor which uses an oxidation catalyst containing two different catalysts.
Fluidisert-skikt-reaktorer som er egnet for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, er vel kjent. Fluidized-bed reactors which are suitable for use in the method according to the present invention are well known.
I vid betydning inneholder disse reaktorer et skikt av fine In a broad sense, these reactors contain a layer of fines
partikler av oksydasjonskatalysatoren, som blir ekspandert av strømmen av reaktanter gjennom katalysatoren. Ved den foretrukne utførelse av oppfinnelsen har oksydas jonskatalysatoren i fluidisert- particles of the oxidation catalyst, which are expanded by the flow of reactants through the catalyst. In the preferred embodiment of the invention, the oxidation ion catalyst in fluidized
skikt-reaktoren en partikkelstørrelse på mindre enn omkring 300 mikron, og under driften av reaktoren er skikt-volumet av oksydasjonskatalysatoren 5 til 50% større enn volumet av det ikke-ekspanderte skikt. bed reactor a particle size of less than about 300 microns, and during operation of the reactor the bed volume of the oxidation catalyst is 5 to 50% greater than the volume of the unexpanded bed.
Fluidisert-skikt-reaktoren kan i det vesentlige ha hvilken som helst utforming som er forlikelig med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Et hoved-kriterium er at det er en, The fluidized-bed reactor can essentially have any design that is compatible with the method according to the invention. A main criterion is that there is a
i det vesentlige udelt, reaksjonssone i fluidisert-skikt-reaktoren. I denne reaksjonssone danner reaktantene de ønskede produkter i nærvær av oksydasjonskatalysatoren. En viktig side ved denne reaksjonssone er at oksydasjonskatalysatoren kan beveges gjennom hele reaksjonssonen. Ved den aktuelle utforming av en fluidisert-skikt-reaktor er det selvsagt områder hvor bevegelsen av oksydasjonskatalysatoren er vesentlig større enn bevegelsen i andre områder. Det er heller ikke nødvendig med lik bevegelse for alle katalysatorpartikler gjennom hele skiktet. Denne be-grensning innebærer istedet at partiklene av oksydasjonskatalysatoren ved normal drift av fluidisert-skikt-reaktoren er i stand til å beveges til hvilket som helst punkt i reaksjonssonen. substantially undivided, reaction zone in the fluidized-bed reactor. In this reaction zone, the reactants form the desired products in the presence of the oxidation catalyst. An important aspect of this reaction zone is that the oxidation catalyst can be moved through the entire reaction zone. In the current design of a fluidized bed reactor, there are of course areas where the movement of the oxidation catalyst is significantly greater than the movement in other areas. It is also not necessary for all catalyst particles to move equally through the entire layer. This limitation instead implies that the particles of the oxidation catalyst during normal operation of the fluidized bed reactor are capable of being moved to any point in the reaction zone.
Fluidisert-skikt-reaktoren kan være en åpen-skikt-reaktor hvor det er små eller ingen begrensninger med hensyn til strømmen av oksydasjonskatalysatoren, eller fluidisert-skikt-reaktoren kan være konstruert med siltrau, så som slike som er beskrevet i US-patent 3.2 30.2 46 for forbedring av kontakten mellom reaktantene og katalysatoren mens det samtidig tillates relativt fri bevegelse av oksydasjonskatalysatoren gjennom hele reaksjonssonen. I tillegg til den mulige anvendelse av siltrau, vil de fleste reaktorer anvende kjølespiraler i reaktoren slik at et varmeoverføringsfluidum indirekte bringes i kontakt med varme gasser som er utviklet ved den eksoterme reaksjon. Alle disse reaktor-modifikasjoner tilveiebringer en vesentlig udelt reaksjonssone som det kreves ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse . The fluidized-bed reactor can be an open-bed reactor where there are little or no restrictions with respect to the flow of the oxidation catalyst, or the fluidized-bed reactor can be constructed with a sieve trough, such as those described in US Patent 3.2 30.2 46 for improving the contact between the reactants and the catalyst while at the same time allowing relatively free movement of the oxidation catalyst through the entire reaction zone. In addition to the possible use of sieve trays, most reactors will use cooling coils in the reactor so that a heat transfer fluid is indirectly brought into contact with hot gases developed by the exothermic reaction. All these reactor modifications provide a substantially undivided reaction zone as required by the method according to the present invention.
Det andre hovedaspekt ved foreliggende oppfinnelse, er den særskilte oksydasjonskatalysator som blir anvendt. Som angitt er det ikke én, men to forskjellige katalysatorer. Den første katalysator er valgt fra gruppen av slike katalysatorer som er kjent for å være spesielt effektive ved omdannelsen av propylen eller isobutylen til akrolein eller metakrolein. Den andre katalysator er valgt fra slike katalysatorer som er spesielt effektive ved oksydasjonen av akrolein eller metakrolein til akrylsyre eller metakrylsyre. The second main aspect of the present invention is the special oxidation catalyst that is used. As indicated, there are not one, but two different catalysts. The first catalyst is selected from the group of such catalysts known to be particularly effective in the conversion of propylene or isobutylene to acrolein or methacrolein. The second catalyst is selected from such catalysts which are particularly effective in the oxidation of acrolein or methacrolein to acrylic acid or methacrylic acid.
Den første katalysator er, som angitt, effektiv ved fremstillingen av akrolein eller metakrolein fra det tilsvarende olefin. I vid betydning er disse katalysatorer i stand til selektivt å angripe propylen eller isobutylen på det a-karbonatom som ikke har noen dobbeltbinding. I hvert olefin trekker katalysatoren bort 2 hydrogenatomer fra et a-karbonatom og innsetter oksygen i deres sted for å danne karbonyl-forbindelsen. Katalysatorer som er i stand til å utføre denne funksjon, er The first catalyst is, as indicated, effective in the production of acrolein or methacrolein from the corresponding olefin. Broadly speaking, these catalysts are capable of selectively attacking propylene or isobutylene at the α-carbon atom which has no double bond. In each olefin, the catalyst abstracts 2 hydrogen atoms from an α-carbon atom and inserts oxygen in their place to form the carbonyl compound. Catalysts capable of performing this function are
vel kjent, se f.eks. de patentene som er oppført i beskrivelsesinnledningen. Alle slike katalysatorer kan anvendes som den første katalysator i oksydasjonskatalysatoren. Disse katalysatorer er oksyder i den oksydasjons-tilstand som bestemmes av omgivelsene. Ved uttrykket "oksyder" menes oksyder, blandede oksyder, oksyd-komplekser, oppløsninger i fast tilstand og andre slike strukturer. well known, see e.g. the patents listed in the introduction to the description. All such catalysts can be used as the first catalyst in the oxidation catalyst. These catalysts are oxides in the oxidation state determined by the environment. By the term "oxides" is meant oxides, mixed oxides, oxide complexes, solutions in the solid state and other such structures.
Foretrukne katalysatorer som blir anvendt som første katalysator, er slike som i det minste inneholder et oksyd av molybden. Av disse katalysatorer er slike som i det minste inneholder oksydene av vismut og molybden, foretrukket, og slike som har den følgende formel er foretrukne. Preferred catalysts which are used as first catalyst are those which contain at least one oxide of molybdenum. Of these catalysts, those which contain at least the oxides of bismuth and molybdenum are preferred, and those which have the following formula are preferred.
hvor where
A er et alkalimetall, et jordalkalimetall, Zn, Cd, Tl, In, Nb, A is an alkali metal, an alkaline earth metal, Zn, Cd, Tl, In, Nb,
Ta, et sjeldent jordmetall eller blandinger derav, Ta, a rare earth metal or mixtures thereof,
B er nikkel, kobolt, mangan eller blandinger derav, B is nickel, cobalt, manganese or mixtures thereof,
D er fosfor, arsen, antimon, bor, wolfram, krom, vanadium D is phosphorus, arsenic, antimony, boron, tungsten, chromium, vanadium
eller blandinger derav,- or mixtures thereof,-
og hvor and where
a og c er tall fra 0 til 10, a and c are numbers from 0 to 10,
b er et tall fra 0 til 20, b is a number from 0 to 20,
e er et tall som er større enn null, men mindre enn 10, e is a number greater than zero but less than 10,
d er et tall fra null til omkring 5, og d is a number from zero to about 5, and
x er tallet på oksygenatomer som trengs for å tilfredsstille valens-kravene til de andre grunnstoffene som er til stede. x is the number of oxygen atoms needed to satisfy the valence requirements of the other elements present.
Av disse katalysatorer som beskrives av formelen, foretrekkes katalysatorene hvor b ikke er null, på grunn av de spesielt ønskelige resultater som erholdes ved anvendelse av disse. Fordelaktige katalysatorer kan også fremstilles ved å tilsette Of these catalysts described by the formula, the catalysts where b is not zero are preferred, because of the particularly desirable results that are obtained by using them. Beneficial catalysts can also be prepared by adding
i det minste noe tellur i stedet for vismut i formelen ovenfor. at least some tellurium instead of bismuth in the above formula.
En spesielt foretrukket første katalysator har sammensetningen KQ 5 Ni2 5 Co45 Fe3 Bi.^ PQ Moi2 °x' nvor x er som ovenfor angitt. A particularly preferred first catalyst has the composition KQ 5 Ni 2 5 Co 45 Fe 3 Bi.^ PQ Moi 2 °x' where x is as indicated above.
Den andre katalysator som er til stede i oksydasjonskatalysatoren, er den katalysator som danner syren fra aldehydet. Denne katalysator kan velges fra alle katalysatorer som er i stand til å innføre oksygen i karbonyl-andelen av aldehydet for å danne den tilsvarende syre. Representative eksempler på disse katalysatorene er kjent og er angitt i patentene som om-tales i beskrivelsesinnledningen. Disse katalysatorer er altså oksyder som inneholder et antall oksygenatomer som bestemmes av deres omgivelser. The other catalyst present in the oxidation catalyst is the catalyst that forms the acid from the aldehyde. This catalyst can be selected from any catalyst capable of introducing oxygen into the carbonyl portion of the aldehyde to form the corresponding acid. Representative examples of these catalysts are known and are indicated in the patents mentioned in the introduction to the description. These catalysts are thus oxides that contain a number of oxygen atoms determined by their surroundings.
De katalysatorer er foretrukne som i det minste inneholder et oksyd av molybden, og slike katalysatorer som i det minste inneholder vanadium og molybden er av spesiell interesse, og de katalysatorer som beskrives av den følgende formel er spesielt foretrukne: Those catalysts are preferred which contain at least an oxide of molybdenum, and such catalysts which contain at least vanadium and molybdenum are of particular interest, and those catalysts described by the following formula are particularly preferred:
hvor where
E er Sn, Cu, Ge, Sb, Bi, Te, Mn, Fe, Mg, Zn, Ni eller E is Sn, Cu, Ge, Sb, Bi, Te, Mn, Fe, Mg, Zn, Ni or
blandinger derav, mixtures thereof,
G er W, Cr eller blandinger derav, og G is W, Cr or mixtures thereof, and
J er V, P, Sb, Co eller blandinger derav, J is V, P, Sb, Co or mixtures thereof,
og hvor and where
g og h er fra null til 20, g and h are from zero to 20,
i er fra større enn null til 20, og i is from greater than zero to 20, and
x er det antall oksygenatomer som kreves for å tilfredsstille x is the number of oxygen atoms required to satisfy
valens-kravene til de andre grunnstoffer som er til stede. the valence requirements of the other elements present.
I formelen er slike katalysatorer foretrukne hvor G er wolfram og J er vanadium, og slike katalysatorer som inneholder wolfram, vanadium og tinn, dvs. G er wolfram, J er vanadium og E er tinn, er spesielt foretrukne, og slike katalysatorer som inneholder wolfram, vanadium, tinn og i det minste en av kobber, nikkel, jern, kobolt eller mangan, dvs. G er wolfram, J er vanadium, In the formula, such catalysts are preferred where G is tungsten and J is vanadium, and such catalysts containing tungsten, vanadium and tin, i.e. G is tungsten, J is vanadium and E is tin, are particularly preferred, and such catalysts containing tungsten , vanadium, tin and at least one of copper, nickel, iron, cobalt or manganese, i.e. G is tungsten, J is vanadium,
E er en blanding av tinn og i det minste én av kobber, nikkel, jern, kobolt eller mangan, er av spesiell interesse på grunn av den svært ønskelige katalytiske effekt på reaksjonen i henhold til oppfinnelsen. E is a mixture of tin and at least one of copper, nickel, iron, cobalt or manganese, is of particular interest because of the highly desirable catalytic effect on the reaction according to the invention.
En spesielt foretrukket andre katalysator har sammensetningen 2 V3 Moi2 ^vor x er som ovenf°r angitt. A particularly preferred second catalyst has the composition 2 V3 Moi2 where x is as stated above.
Av stor interesse med hensyn til den andre katalysator Of great interest with regard to the second catalyst
med formelen, er også slike katalysatorer som inneholder kobber som en av bestanddelene. Dette er tilfelle i formelen når E i det minste er kobber. with the formula, are also such catalysts which contain copper as one of the constituents. This is the case in the formula when E is at least copper.
De to katalysatorer som omfatter oksydasjonskatalysatoren som anvendes ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, er slike som er kjent i industrien. Selv om den spesielle fremstillingsmetode er viktig for den katalytiske aktivitet, så er ikke dette poenget ved oppfinnelsen, og fremstillingsmetodene for visse katalysatorer er vist i eksemplene. The two catalysts comprising the oxidation catalyst used in the method according to the present invention are such as are known in the industry. Although the particular production method is important for the catalytic activity, this is not the point of the invention, and the production methods for certain catalysts are shown in the examples.
Som angitt ovenfor inneholder oksydasjonskatalysatoren som anvendes ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen to forskjellige katalysatorer. Ved en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse, omfatter oksydasjonskatalysatoren en fysikalsk blanding av separate partikler av den første katalysator og separate partikler av den andre katalysator. Man kan lett tenke seg andre teknikker for å bringe de forskjellige katalysatorer inn i en enkel fluidisert-skikt-reaktor. F.eks. kan katalysator-tilsetningen omfatte partikler som inneholder en blanding av de to katalysatorer. As stated above, the oxidation catalyst used in the method according to the invention contains two different catalysts. In a preferred embodiment of the present invention, the oxidation catalyst comprises a physical mixture of separate particles of the first catalyst and separate particles of the second catalyst. One can easily imagine other techniques for bringing the various catalysts into a simple fluidized-bed reactor. E.g. the catalyst addition may comprise particles containing a mixture of the two catalysts.
Et annet viktig aspekt ved oksydasjonskatalysatoren, er de relative mengder av de to forskjellige katalysatorer. Ved en foretrukket utførelse av oppfinnelsen har det blitt funnet at det kan erholdes en vesentlig fullstendig omdannelse av reaktantene til syrene med lavt utbytte av aldehyder, ved å gå ut fra en oksydasjonskatalysator som inneholder mer enn omkring 95 vekt% av den første katalysator som blir anvendt for å oksydere olefinet til aldehydet. Denne katalysator-blanding blir anvendt under gitte betingelser, og den andre katalysator (den katalysator som omdanner aldehyder til syrer) blir tilsatt inntil det blir erholdt en ønskelig lav (mindre enn 5%) konsentrasjon av aldehyder. Det kan alternativt utvinnes en relativt høy konsentrasjon av aldehyder i reaktor-avløpet, for å anvendes som aldehyd eller for anvendelse som recyklisert matning til fluidisert-skikt-reaktoren. Another important aspect of the oxidation catalyst is the relative amounts of the two different catalysts. In a preferred embodiment of the invention, it has been found that a substantially complete conversion of the reactants to the acids with a low yield of aldehydes can be obtained by starting from an oxidation catalyst that contains more than about 95% by weight of the first catalyst that is used to oxidize the olefin to the aldehyde. This catalyst mixture is used under given conditions, and the second catalyst (the catalyst that converts aldehydes to acids) is added until a desirable low (less than 5%) concentration of aldehydes is obtained. Alternatively, a relatively high concentration of aldehydes can be recovered in the reactor effluent, for use as aldehyde or for use as recycled feed to the fluidized bed reactor.
Ved den foretrukne utførelse av oppfinnelsen utgjør den andre katalysator 5 til 40 vekt% av de aktive bestanddeler i oksydasjonskatalysatoren, og 10 til 30 vekt% er mer foretrukket. Disse konsentrasjoner gir små utbytter av uønskede biprodukter, slik som eddiksyre, og høye utbytter av akrylsyre og metakrylsyre. In the preferred embodiment of the invention, the second catalyst makes up 5 to 40% by weight of the active ingredients in the oxidation catalyst, and 10 to 30% by weight is more preferred. These concentrations give small yields of unwanted by-products, such as acetic acid, and high yields of acrylic acid and methacrylic acid.
Selv om oksydasjonskatalysatoren vanligvis inneholder bare Although the oxidation catalyst usually contains only
to katalysatorer, er det også ved oppfinnelsen tatt i betraktning at det kan anvendes mer enn to katalysatorer ved å velge mer enn en katalysator fra den ene eller begge grupper av katalysatorer eller ved å anvende en annen katalysator som ikke har noen skad-elig virkning på reaksjonen i henhold til foreliggende oppfinnelse. Det er også teknisk mulig, i tillegg til de aktive katalysatorer, å sette til oksydasjonskatalysatoren et fast særskilt fortynnings-middel for å forbedre fluidiseringen, for å virke som et middel for å moderere reaksjonsvarmen eller for andre formål. two catalysts, the invention also takes into account that more than two catalysts can be used by choosing more than one catalyst from one or both groups of catalysts or by using another catalyst that has no harmful effect on the reaction according to the present invention. It is also technically possible, in addition to the active catalysts, to add to the oxidation catalyst a solid special diluent to improve fluidization, to act as an agent to moderate the heat of reaction or for other purposes.
Som angitt ovenfor er de ved oppfinnelsen anvendte prosess-forhold, reaktant-forhold og reaksjonsparametere vesentlig de samme som i industrien. Temperaturen ved omsetningen ligger vanligvis mellom 200 og 600°C, med temperaturer på fra 300 til 500°C som foretrukne. Det kan bekvemt anvendes atmosfærisk, underatmosfærisk eller overatmosfærisk trykk. As stated above, the process conditions, reactant conditions and reaction parameters used in the invention are essentially the same as in industry. The temperature during the reaction is usually between 200 and 600°C, with temperatures of from 300 to 500°C being preferred. Atmospheric, subatmospheric or superatmospheric pressure can conveniently be used.
Selv om mengdeforholdet med molekylært oksygen kan varieres innen vide grenser, så er det molare forhold mellom molekylært oksygen og olefin vanligvis 1 til 4. Uttrykt som luft vil dette si at det blir anvendt 5 til 20 volumer med luft pr. volum olefin. I tillegg til reaktantene kan det bekvemt i tilmatningen tas Although the quantity ratio of molecular oxygen can be varied within wide limits, the molar ratio between molecular oxygen and olefin is usually 1 to 4. Expressed as air, this means that 5 to 20 volumes of air are used per volume of olefin. In addition to the reactants, it can conveniently be taken in the feed
med inerte fortynningsgasser, så som damp, nitrogen og karbon-dioksyd, for å forbedre temperatur-reguleringen og øke selekti-viteten til syren. with inert dilution gases, such as steam, nitrogen and carbon dioxide, to improve temperature regulation and increase the selectivity of the acid.
De andre aspekter ved fremgangsmåten i henhold til opp-finnelsen er ikke kritiske. Spesifikke trekk for utførelse av reaksjonen er vist i de spesifikke utførelser. Den viktige faktor ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at det er opp-daget at anvendelse av to forskjellige katalysatorer blandet i en fluidisert-skikt-reaktor gir overraskende høye utbytter av akrylsyre og metakrylsyre. The other aspects of the method according to the invention are not critical. Specific features for carrying out the reaction are shown in the specific embodiments. The important factor in the method according to the invention is that it has been discovered that the use of two different catalysts mixed in a fluidized bed reactor gives surprisingly high yields of acrylic acid and methacrylic acid.
Spesifikke utførelser Specific designs
Eksempel - Fremstilling av akrylsyre. Example - Production of acrylic acid.
En første katalysator som er nyttig ved fremstillingen A first catalyst useful in the preparation
av akrolein fra propylen og som har en sammensetning av 90,<4%> Kq 5Ni2 5Co4 5Fe3Bi1PQ 5Mo120x °g 9,6% Si02' ble frem~ stilt på følgende måte: of acrolein from propylene and which has a composition of 90.<4%> Kq 5Ni2 5Co4 5Fe3Bi1PQ 5Mo120x °g 9.6% Si02' was prepared in the following way:
1645 g Fe (N03) 3-9H20, 986 g Ni (N03)_2• 6H20, 1777 g Co(N03)2-6H20 og 658 g Bi(N03)3-5H20 ble smeltet og det ble tilsatt 13,7 g KN03 oppløst i en lik vektmengde med vann. 6325 g (NH^)g<Mo>^024-4H20 ble separat oppløst i vann, og det ble tilsatt 7 8,2 g 85%ig H3P04 og 397 g silisiumdioksyd. Metall-nitratene og molybdenoppslemningen ble forenet, og blandingen ble anbragt i en blander med høy hastighet i noen få sekunder. Det resulterende materiale ble sprøytetørket og kalsinert i 4 timer ved 540°C. Katalysatoren ble silt for å gi følgende partikkelfordeling: 25% under 44 mikron, 70% mellom 44 og 88 mikron og 5% mellom 88 og 106 mikron. 1645 g of Fe (N03) 3-9H20, 986 g of Ni (N03)_2• 6H20, 1777 g of Co(N03)2-6H20 and 658 g of Bi(N03)3-5H20 were melted and 13.7 g of KN03 were added dissolved in an equal amount by weight of water. 6325 g of (NH 2 )g<Mo>^O 24-4H 2 O was separately dissolved in water, and 7 8.2 g of 85% H 3 PO 4 and 397 g of silicon dioxide were added. The metal nitrates and molybdenum slurry were combined and the mixture placed in a high speed mixer for a few seconds. The resulting material was spray dried and calcined for 4 hours at 540°C. The catalyst was sieved to give the following particle distribution: 25% below 44 microns, 70% between 44 and 88 microns and 5% between 88 and 106 microns.
En andre katalysator som er spesielt nyttig ved fremstilling av akrylsyre fra akrolein og som har sammensetningen 62% VI1 2V3Moi2°x °g 38% Si02 ble fremstilt På følgende måte: Vann ble oppvarmet i en beholder av rustfritt stål til en temperatur på 75°C. Til vannet ble det satt 3923 g (NH4)6Mo?<0>24.4H20, 606 g (NH4)6W7<0>24•6H20 og 650 g NH4V03 og 7 604 g silisiumdioksyd. Blandingen ble sprøytetørket og oppvarmet i fire timer til 400°C og siktet for å gi de samme partikkelstørrelser som den første katalysator. A second catalyst which is particularly useful in the production of acrylic acid from acrolein and which has the composition 62% VI1 2V3Moi2°x °g 38% SiO2 was prepared as follows: Water was heated in a stainless steel vessel to a temperature of 75°C . 3923 g of (NH4)6Mo?<0>24.4H20, 606 g of (NH4)6W7<0>24•6H20 and 650 g of NH4V03 and 7,604 g of silicon dioxide were added to the water. The mixture was spray dried and heated for four hours at 400°C and sieved to give the same particle sizes as the first catalyst.
Det ble konstruert en fluidisert-skikt-reaktor av et rør A fluidized bed reactor was constructed from a pipe
av rustfritt stål med en innvendig diameter på 3,8 cm og med en innløpsåpning for reaktantene i bunnen og en utløpsåpning for produktene på toppen. Inne i reaktoren og med mellomrom i lengderetningen av reaktoren var det 12 siltrau. Siltrauene var konstruert og innstallert på en slik måte at katalysator-partiklene var i stand til å bevege seg gjennom hele reaksjonssonen. of stainless steel with an internal diameter of 3.8 cm and with an inlet opening for the reactants at the bottom and an outlet opening for the products at the top. Inside the reactor and at intervals in the longitudinal direction of the reactor were 12 sieve troughs. The sieve troughs were constructed and installed in such a way that the catalyst particles were able to move through the entire reaction zone.
En fysikalsk blanding av 500 g av den første katalysator A physical mixture of 500 g of the first catalyst
og 55,5 g av den andre katalysator ble fylt på reaktoren for å gi en total katalysatortilsetning som var tilnærmet 0,5 meter høy. Under en luftstrøm ble det katalytiske skikt bragt til en temperatur på 340°C. and 55.5 g of the second catalyst was loaded onto the reactor to give a total catalyst addition approximately 0.5 meters high. Under an air stream, the catalytic layer was brought to a temperature of 340°C.
En strøm av reaktantene med mol-forhold mellom propylen: luft:damp på 1:10,1:5 ble tilført over katalysatoren med en lineær hastighet på 4,2 cm/sek., og propylen-vekten pr. vekt-enhet med katalysator pr. time (WT) var 0,031. Omsetningen ble foretatt ved en temperatur på 340°C, og avløpsgassene ble renset med vann. Reaktoren var forhåndsbehandlet i 30 minutter, og produktet ble samlet i 15 minutter. Produktet ble analysert ved gass-væske-kromatografi. Den prosentvise omdannelse pr. passasje definert som mol-mengden av et visst erholdt produkt x 100 dividert med mol-mengden tilmåtet propylen, ble beregnet. Omdannelsen pr. passasje til akrylsyre var 75,6% og omdannelsen pr. passasje til akrolein var 9,8%. Omdannelsen pr. passasje til akrylsyre og akrolein var således 85,4%. Det ble funnet mindre enn 0,05% eddiksyre i produktet. Det dannede akrolein kunne resirkuleres eller det kunne tilsettes mer av den andre katalysator for å eliminere dannelsen av akrolein. A stream of the reactants with a propylene:air:steam molar ratio of 1:10.1:5 was fed over the catalyst at a linear velocity of 4.2 cm/sec, and the propylene weight per weight unit with catalyst per hour (WT) was 0.031. The reaction was carried out at a temperature of 340°C, and the waste gases were cleaned with water. The reactor was pretreated for 30 minutes and the product was collected for 15 minutes. The product was analyzed by gas-liquid chromatography. The percentage conversion per passage defined as the molar amount of a certain product obtained x 100 divided by the molar amount allowed propylene, was calculated. The conversion per passage to acrylic acid was 75.6% and the conversion per passage to acrolein was 9.8%. The conversion per passage to acrylic acid and acrolein was thus 85.4%. Less than 0.05% acetic acid was found in the product. The acrolein formed could be recycled or more of the second catalyst could be added to eliminate the formation of acrolein.
Ved en foretrukket fremstilling ved noen av katalysatorene blir molybdenoksydet redusert med et findelt metall, så som wolfram. In a preferred preparation with some of the catalysts, the molybdenum oxide is reduced with a finely divided metal, such as tungsten.
På samme måte som vist ovenfor hvor katalysatorene ble forenet med en silisiumdioksydbærer, kan katalysatorene også In the same way as shown above where the catalysts were combined with a silica support, the catalysts can also
ha en bærer av andre materialer så som aluminiumoksyd, titanoksyd, zirkoniumoksyd, alundum, kalsiumfosfat eller en hvilken som helst annen bærer som er egnet for anvendelse sammen med foreliggende katalysatorer. have a support of other materials such as alumina, titanium oxide, zirconium oxide, alunum, calcium phosphate or any other support suitable for use with the present catalysts.
Sammenligningsforsøk Comparison experiment
En katalysator med sammensetningen 82,5% A catalyst with the composition 82.5%
, Ni„ ,Co. cFe-,BiP^ cMo,o0 og 17,5% SiO„ ble anvendt som , Ni„ ,Co. cFe-,BiP^ cMo,o0 and 17.5% SiO„ were used as
0,1 2,5 4,5 3 0,5 12 x ^ 2 0.1 2.5 4.5 3 0.5 12 x ^ 2
første katalysator. En katalysator av 62% Wv _V,.Mo 0 og. first catalyst. A catalyst of 62% Wv _V,.Mo 0 and.
38% Si02 ble anvendt som andre katalysator. Disse katalysatorer ble malt og siktet for å gi en partikkelstørrelse på 10-20 mesh. En blanding av katalysatorene inneholdende 90% av den første katalysator og 10 vekt% av den annen katalysator ble fremstilt og innført i reaksjonssonen i en 20 cm 3 reaktor fremstilt av 38% SiO 2 was used as the second catalyst. These catalysts were ground and sieved to give a particle size of 10-20 mesh. A mixture of the catalysts containing 90% of the first catalyst and 10% by weight of the second catalyst was prepared and introduced into the reaction zone in a 20 cm 3 reactor prepared by
et rustfritt stålrør. En blanding av propylen/luft/damp i mengdeforholdene 1/11/4 ble ført over katalysatoren ved en temperatur på 343°C og med en kontakttid på 2,5 sekunder. Produktet ble analysert ved gass-væske-kromatografi. Omdannelses-graden pr. passasje til akrylsyre var 57,1% og til akrolein 31,6%. Den dannede mengde eddiksyre var 0,9%. Omdannelsen til akrylsyre pr. passasje var således vesentlig dårligere enn den som ble oppnådd ved det ovenstående eksempel. a stainless steel pipe. A mixture of propylene/air/steam in the proportions 1/11/4 was passed over the catalyst at a temperature of 343°C and with a contact time of 2.5 seconds. The product was analyzed by gas-liquid chromatography. The conversion rate per passage to acrylic acid was 57.1% and to acrolein 31.6%. The amount of acetic acid formed was 0.9%. The conversion to acrylic acid per passage was thus significantly worse than that achieved in the above example.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US35564873A | 1973-04-30 | 1973-04-30 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO741549L NO741549L (en) | 1974-10-31 |
NO147068B true NO147068B (en) | 1982-10-18 |
NO147068C NO147068C (en) | 1983-01-26 |
Family
ID=23398257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO741549A NO147068C (en) | 1973-04-30 | 1974-04-29 | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ACRYLIC ACID AND METACRYLIC ACID BY REPLACING PROPYLEN OR ISOBUTYLENE WITH MOLECYCLES OXYGEN |
Country Status (26)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5824417B2 (en) |
AR (1) | AR198594A1 (en) |
BE (1) | BE814443A (en) |
BG (1) | BG30463A3 (en) |
BR (1) | BR7403459D0 (en) |
CA (1) | CA1049553A (en) |
CH (1) | CH590814A5 (en) |
CS (1) | CS193031B2 (en) |
DD (1) | DD111678A5 (en) |
DE (1) | DE2420281C2 (en) |
EG (1) | EG11347A (en) |
ES (1) | ES425854A1 (en) |
FI (1) | FI61682C (en) |
FR (1) | FR2227257B1 (en) |
GB (1) | GB1465916A (en) |
IE (1) | IE39241B1 (en) |
IL (1) | IL44713A (en) |
IN (1) | IN143330B (en) |
IT (1) | IT1010242B (en) |
MY (1) | MY7800089A (en) |
NL (1) | NL7405478A (en) |
NO (1) | NO147068C (en) |
PH (1) | PH10915A (en) |
SE (1) | SE420086B (en) |
TR (1) | TR18326A (en) |
ZA (1) | ZA742648B (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1523772A (en) * | 1974-07-22 | 1978-09-06 | Standard Oil Co | Oxidation catalysts |
IT1025609B (en) * | 1974-11-12 | 1978-08-30 | Montedison Spa | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF UNSATURATED CARBOSSILIC ACIDS BY CATALYTIC OXIDATION IN THE GASEOUS PHASE OF THE CORRESPONDING ALDEHYDES |
NL7514221A (en) * | 1975-10-09 | 1977-04-13 | Union Carbide Corp | PROCESS FOR PREPARING UNSATURATED ALIPHATIC CARBONIC ACIDS. |
IL55073A (en) * | 1977-07-28 | 1982-01-31 | Standard Oil Co | Catalysts for the oxidation and ammoxidation of olefins |
CA1133505A (en) * | 1977-07-28 | 1982-10-12 | Andrew T. Guttmann | Process for the oxidation of olefins |
US4217309A (en) * | 1978-06-12 | 1980-08-12 | Ube Industries, Ltd. | Process for producing methacrolein |
US4224187A (en) * | 1978-11-13 | 1980-09-23 | Celanese Corporation | Olefin oxidation catalyst and process for its preparation |
JPS6122040A (en) * | 1984-07-10 | 1986-01-30 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Production of methacrolein and methacrylic acid |
JPS6369723U (en) * | 1986-10-27 | 1988-05-11 | ||
US6281384B1 (en) * | 1998-06-26 | 2001-08-28 | E. I. Du Pont Nemours And Company | Vapor phase catalytic oxidation of propylene to acrylic acid |
WO2001004079A1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-01-18 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Vapor phase catalytic oxidation of propylene to acrylic acid |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2139976B2 (en) * | 1971-08-10 | 1979-07-19 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Process for the production of a supported catalyst |
DE2139975A1 (en) * | 1971-08-10 | 1973-02-22 | Knapsack Ag | METHOD FOR PRODUCING ACRYLIC ACID |
-
1974
- 1974-04-18 CA CA197,769A patent/CA1049553A/en not_active Expired
- 1974-04-19 SE SE7405344A patent/SE420086B/en unknown
- 1974-04-23 NL NL7405478A patent/NL7405478A/xx not_active Application Discontinuation
- 1974-04-24 GB GB1787774A patent/GB1465916A/en not_active Expired
- 1974-04-24 IL IL44713A patent/IL44713A/en unknown
- 1974-04-24 FI FI1244/74A patent/FI61682C/en active
- 1974-04-25 ZA ZA00742648A patent/ZA742648B/en unknown
- 1974-04-25 JP JP49046041A patent/JPS5824417B2/en not_active Expired
- 1974-04-26 DE DE2420281A patent/DE2420281C2/en not_active Expired
- 1974-04-27 IN IN958/CAL/74A patent/IN143330B/en unknown
- 1974-04-28 EG EG148/74A patent/EG11347A/en active
- 1974-04-29 PH PH15790A patent/PH10915A/en unknown
- 1974-04-29 DD DD178188A patent/DD111678A5/xx unknown
- 1974-04-29 CH CH586574A patent/CH590814A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-04-29 IT IT22079/74A patent/IT1010242B/en active
- 1974-04-29 NO NO741549A patent/NO147068C/en unknown
- 1974-04-29 BR BR3459/74A patent/BR7403459D0/en unknown
- 1974-04-29 AR AR253502A patent/AR198594A1/en active
- 1974-04-29 FR FR7414807A patent/FR2227257B1/fr not_active Expired
- 1974-04-30 CS CS743098A patent/CS193031B2/en unknown
- 1974-04-30 TR TR18326A patent/TR18326A/en unknown
- 1974-04-30 BG BG026575A patent/BG30463A3/en unknown
- 1974-04-30 BE BE143831A patent/BE814443A/en unknown
- 1974-04-30 IE IE909/74A patent/IE39241B1/en unknown
- 1974-04-30 ES ES425854A patent/ES425854A1/en not_active Expired
-
1978
- 1978-12-30 MY MY89/78A patent/MY7800089A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AR198594A1 (en) | 1974-06-28 |
IL44713A0 (en) | 1974-06-30 |
IE39241L (en) | 1974-10-30 |
IT1010242B (en) | 1977-01-10 |
FI61682C (en) | 1982-09-10 |
DD111678A5 (en) | 1975-03-05 |
EG11347A (en) | 1977-02-28 |
DE2420281A1 (en) | 1974-11-07 |
CH590814A5 (en) | 1977-08-31 |
DE2420281C2 (en) | 1983-08-04 |
BE814443A (en) | 1974-10-30 |
FR2227257A1 (en) | 1974-11-22 |
FI61682B (en) | 1982-05-31 |
NL7405478A (en) | 1974-11-01 |
IN143330B (en) | 1977-11-05 |
JPS5030825A (en) | 1975-03-27 |
TR18326A (en) | 1976-12-28 |
CA1049553A (en) | 1979-02-27 |
ZA742648B (en) | 1975-05-28 |
IL44713A (en) | 1982-05-31 |
GB1465916A (en) | 1977-03-02 |
NO147068C (en) | 1983-01-26 |
FR2227257B1 (en) | 1978-01-27 |
CS193031B2 (en) | 1979-09-17 |
SE420086B (en) | 1981-09-14 |
AU6838274A (en) | 1975-10-30 |
NO741549L (en) | 1974-10-31 |
BG30463A3 (en) | 1981-06-15 |
ES425854A1 (en) | 1976-06-16 |
IE39241B1 (en) | 1978-08-30 |
BR7403459D0 (en) | 1974-11-19 |
MY7800089A (en) | 1978-12-31 |
JPS5824417B2 (en) | 1983-05-20 |
PH10915A (en) | 1977-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0437056B2 (en) | Catalyst and process for the manufacture of acrylonitrile and methacrylonitrile | |
US4035418A (en) | Process for producing unsaturated aldehydes and unsaturated carboxylic acids | |
US4925980A (en) | Process for producing methacrylic acid and a catalyst | |
US5276178A (en) | Process for producing methacrolein and methacrylic acid | |
CN101128415B (en) | Method of producing unsaturated aldehyde and/or unsaturated acid | |
US5212137A (en) | Catalyst for the manufacture of acrylonitrile and methacrylonitrile | |
KR100586203B1 (en) | A process for producing acrylic acid | |
KR100904134B1 (en) | Method of producing unsaturated aldehyde and/or unsaturated acid | |
US4217309A (en) | Process for producing methacrolein | |
JPS5811416B2 (en) | Method for producing methacrylic acid | |
US5191116A (en) | Process for the preparation of methacrylic acid and methacrolein | |
US4272637A (en) | Catalyst for oxidation of isobutylene | |
US4111985A (en) | Process for producing unsaturated aldehydes and unsaturated carboxylic acids | |
JP2007509051A (en) | Method for producing unsaturated aldehyde and / or unsaturated fatty acid | |
US4745217A (en) | Process for producing methacrylic acid | |
NO147068B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ACRYLIC ACID AND METACRYLIC ACID BY REPLACING PROPYLEN OR ISOBUTYLENE WITH MOLECYCLES OXYGEN | |
US4115441A (en) | Catalyst compositions especially useful for preparation of unsaturated acids | |
JPH083093A (en) | Production of acrolein and acrylic acid | |
US4620035A (en) | Production of acrylic acid by oxidation of acrolein | |
US20030191344A1 (en) | Production process for unsaturated aldehyde | |
US4209640A (en) | Catalysts for the oxidation of unsaturated aldehydes | |
JPS6123020B2 (en) | ||
JP3523455B2 (en) | Fixed bed reactor and method for producing unsaturated carboxylic acid | |
EP3415492B1 (en) | Method for producing unsaturated aldehyde and unsaturated carboxylic acid | |
JPH0679666B2 (en) | Catalyst for methacrylic acid synthesis and its production method with excellent reproducibility |