DE10034825A1 - Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygen - Google Patents
Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygenInfo
- Publication number
- DE10034825A1 DE10034825A1 DE2000134825 DE10034825A DE10034825A1 DE 10034825 A1 DE10034825 A1 DE 10034825A1 DE 2000134825 DE2000134825 DE 2000134825 DE 10034825 A DE10034825 A DE 10034825A DE 10034825 A1 DE10034825 A1 DE 10034825A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- propane
- diffraction
- acrylic acid
- propene
- oxidation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000001294 propane Substances 0.000 title claims abstract description 37
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 22
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 18
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000003795 desorption Methods 0.000 title abstract description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title abstract description 3
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 title abstract 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000011514 reflex Effects 0.000 claims description 25
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- -1 acrylic nitrile Chemical class 0.000 description 12
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 11
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 9
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 9
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 4
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229920000447 polyanionic polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N Dimethyl phthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OC NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 2
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical class [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- FSJSYDFBTIVUFD-SUKNRPLKSA-N (z)-4-hydroxypent-3-en-2-one;oxovanadium Chemical compound [V]=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O FSJSYDFBTIVUFD-SUKNRPLKSA-N 0.000 description 1
- MHCVCKDNQYMGEX-UHFFFAOYSA-N 1,1'-biphenyl;phenoxybenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1.C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 MHCVCKDNQYMGEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 241001026509 Kata Species 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QUKDDFGMQYSBJC-UHFFFAOYSA-L S(=O)(=O)([O-])[O-].[Sb+2]=O Chemical compound S(=O)(=O)([O-])[O-].[Sb+2]=O QUKDDFGMQYSBJC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021552 Vanadium(IV) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- QGAVSDVURUSLQK-UHFFFAOYSA-N ammonium heptamolybdate Chemical compound N.N.N.N.N.N.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo] QGAVSDVURUSLQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000005574 cross-species transmission Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 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
- FBSAITBEAPNWJG-UHFFFAOYSA-N dimethyl phthalate Natural products CC(=O)OC1=CC=CC=C1OC(C)=O FBSAITBEAPNWJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001826 dimethylphthalate Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000001640 fractional crystallisation Methods 0.000 description 1
- 229940093915 gynecological organic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011872 intimate mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PDKHNCYLMVRIFV-UHFFFAOYSA-H molybdenum;hexachloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Mo] PDKHNCYLMVRIFV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical class [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
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N tellurium dioxide Chemical compound O=[Te]=O LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical class [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JTJFQBNJBPPZRI-UHFFFAOYSA-J vanadium tetrachloride Chemical compound Cl[V](Cl)(Cl)Cl JTJFQBNJBPPZRI-UHFFFAOYSA-J 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
-
- 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
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- 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
- B01J23/28—Molybdenum
-
- 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
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/057—Selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/0576—Tellurium; Compounds thereof
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
- B01J37/0232—Coating by pulverisation
-
- 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
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)
Abstract
Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Acrylsäure durch heterogen katalysierte Gasphasenoxidation von
Propan mit molekularem Sauerstoff bei erhöhter Temperatur an
einer Multimetalloxidmasse der allgemeinen Formel I,
The present invention relates to a process for the preparation of acrylic acid by heterogeneously catalyzed gas-phase oxidation of propane with molecular oxygen at elevated temperature on a multimetal oxide composition of the general formula I,
Mo1VbMc 1Md 2On (I)
Mo 1 V b M c 1 M d 2 O n (I)
mit
M1 = Te und/oder Sb,
M2 = wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe umfassend Nb,
Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt,
Bi, B und Ce,
b = 0,01 bis 1,
c = 0,01 bis 1,
d = 0,01 bis 1 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von
Sauerstoff verschiedenen Elemente in (I) bestimmt wird,
wobei das Röntgendiffraktogramm der Multimetalloxidmasse (I) Be
ugungsreflexe h, i und gegebenenfalls k aufweist, deren Scheitel
punkte bei den Beugungswinkeln (2⊖) 22,2 ± 0,4° (h), 27,3 ± 0,4°
(i) und 28,2 ± 0,4° (k) liegen.With
M 1 = Te and / or Sb,
M 2 = at least one of the elements from the group comprising Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Bi, B and Ce,
b = 0.01 to 1,
c = 0.01 to 1,
d = 0.01 to 1 and
n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in (I),
whereby the X-ray diffractogram of the multimetal oxide mass (I) has diffraction reflections h, i and possibly k, the apex of which at the diffraction angles (2⊖) 22.2 ± 0.4 ° (h), 27.3 ± 0.4 ° (i ) and 28.2 ± 0.4 ° (k).
Multimetalloxidmassen, die eine der allgemeinen Formel I ent sprechende Stöchiometrie aufweisen, sind bekannt (vgl. Z. B. EP-A 608 838, EP-A 529 853, JP-A 7-232 071, JP-A 10-57813, JP-A 2000-37623, JP-A 10-36 311, Proceedings ISO'99, Rimini (Italy), Sept. 10-11, 1999, G. Centl and S. Perathoner Ed., SCI Pub. 1999, EP-A 767 164, Catalysis Today 49 (1999), S. 141-153, EP-A 962 253, Applied Catalysis A: General 194 bis 195 (2000), S. 479 bis 485, JP-A 11/169 716, EP-A 89 5 809 und DE-A 198 35 247) und wurden auch schon in der älteren Anmeldung DE-A 10 02 9338 vorgeschlagen. Multimetalloxidmassen, die eine chemische Zusammensetzung wie die Multimetalloxidmassen (I) aufweisen, sind auch aus der WO 00/29106 bekannt.Multimetal oxide compositions which have a stoichiometry corresponding to the general formula I are known (see, for example, EP-A 608 838, EP-A 529 853, JP-A 7-232 071, JP-A 10 - 57813, JP-A 2000 -37623, JP-A 10-36 311, Proceedings ISO'99, Rimini (Italy), Sept. 10-11, 1999, G. Centl and S. Perathoner Ed., SCI Pub. 1999, EP-A 767 164, Catalysis Today 49 (1999), pp. 141-153, EP-A 962 253, Applied Catalysis A: General 194 to 195 (2000), pp. 479 to 485, JP-A 11/169 716, EP-A 89 5 809 and DE-A 198 35 247) and have also been proposed in the earlier application DE-A 10 02 9338. Multimetal oxide compositions which have a chemical composition like the multimetal oxide compositions (I) are also known from WO 00/29106.
Im vorstehend zitierten Stand der Technik wird auch bereits vor geschlagen, Multimetalloxidmassen einer solchen Zusammensetzung als Katalysatoren für die heterogen katalysierte Gasphasen oxidation von Propan zu Acrylsäure bzw. für die heterogen kataly sierte Gasphasenammonoxidation von Propan zu Acrylnitril zu ver wenden.In the prior art cited above is also already beaten, multimetal oxide masses of such a composition as catalysts for the heterogeneously catalyzed gas phases oxidation of propane to acrylic acid or for the heterogeneous cataly gated gas phase ammonium oxidation of propane to acrylonitrile turn.
Acrylsäure und Acrylnitril sind wichtige ethylenisch ungesättigte Verbindungen, die sowohl als solche als auch in Gestalt ihrer Alkylester zur Herstellung von Polymerisaten Verwendung finden.Acrylic acid and acrylonitrile are important ethylenically unsaturated Connections, both as such and in the form of their Find alkyl esters for the preparation of polymers.
Gemäß der Lehre der WO 00-29106 eignen sich Multimetalloxidmassen der relevanten Zusammensetzung dann als Katalysatoren für die he terogen katalysierte Gasphasenoxidation von Propan zu Acrylsäure, wenn sie eine im wesentlichen amorphe Struktur aufweisen, die im Röntgendiffraktogramm in Form von sehr breiten Beugungsreflexen mit Scheitelpunkten im Beugungswinkel-(2⊖)-bereich um 22° und um 27° abgebildet wird.According to the teaching of WO 00-29106, multimetal oxide materials are suitable the relevant composition then as catalysts for the he terogenically catalyzed gas phase oxidation of propane to acrylic acid, if they have a substantially amorphous structure, which in the X-ray diffractogram in the form of very wide diffraction reflections with vertices in the diffraction angle (2⊖) range around 22 ° and around 27 ° is shown.
Im Gegensatz dazu erachten es die EP-A 529 853 und die EP-A 608 838 sowohl für eine Verwendung als Katalysatoren für die heterogen katalysierte Gasphasenoxidation von Propan zu Acryl säure als auch für eine Verwendung als Katalysatoren für die he terogen katalysierte Gasphasenoxidation von Propan zur Acryl nitril für erforderlich, daß die Multimetalloxidmassen der rele vanten Zusammensetzung eine spezifische kristalline Struktur auf weisen, die im Röntgendiffraktogramm in Form von sehr schmalen Beugungsreflexen abgebildet wird und unter denen die Beugungsre flexe bei 2⊖-Scheitelpunkt-Lagen von 22,1 ± 0,3°, 28,2 ± 0,3°, 36,2 ± 0,3°, 45,2 ± 0,3° und 50,0 ± 0,3° die strukturcharakteri stischen "main diffraction peaks" sind.In contrast, EP-A 529 853 and the EP-A 608 838 both for use as catalysts for the heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propane to acrylic acid as well as for use as catalysts for the he Terogenically catalyzed gas phase oxidation of propane to acrylic nitrile required for the multimetal oxide masses of the rele have a specific crystalline structure indicate that in the form of very narrow X-ray diffractogram Diffraction reflexes is mapped and under which the diffraction reflex flexe at 2⊖ vertex positions of 22.1 ± 0.3 °, 28.2 ± 0.3 °, 36.2 ± 0.3 °, 45.2 ± 0.3 ° and 50.0 ± 0.3 ° the structural characteristics Main diffraction peaks.
Im Unterschied zur EP-A 529 853 und zur EP-A 608 838 fordert die JP-A 11-169 716 für eine entsprechende Verwendbarkeit der Multi metalloxidmassen der relevanten Zusammensetzung zwar ebenfalls eine spezifische kristalline Struktur der Multimetalloxidmassen, die im Röntgendiffraktogramm gleichfalls in Form von sehr schma len Beugungsreflexen abgebildet wird, zusätzlich zu den in der EP-A 529 853 und in der EP-A 608 838 geforderten Beugungsreflexen erachtet die JP-A 11-169716 jedoch noch die Anwesenheit von Be ugungsreflexen mit 28-Scheitelpunkt-Lagen bei 9,0 ± 0,3°, 27,3 ± 0,3°, 29,2 ± 0,3° und 35,4 ± 0,3° im Röntgendiffraktogramm als essentiell. Dabei betrachtet die JP-A 11/169716 vor allem eine gleichzeitige Anwesenheit der beiden Beugungsreflexe mit 2⊖-Scheitelpunkt-Lagen bei 28,2 ± 0,3° und 27,3 ± 0,3° mit aus gewogenen Reflexintensitäten als für eine befriedigende Ammono xidations-Katalysatorperformance notwendig, wobei der Beugungsre flex mit einer 2⊖-Scheitelpunkt-Lage bei 27,3 ± 0,3° ins besondere für einen ausreichenden Propanumsatz und der Beugungs reflex mit einer 2⊖-Scheitelpunkt-Lage bei 28,2 ± 0,3° ins besondere für eine befriedigende Selektivität der Acrylnitrilbil dung verantwortlich gemacht wird.In contrast to EP-A 529 853 and EP-A 608 838, the JP-A 11-169 716 for a corresponding usability of the multi metal oxide masses of the relevant composition a specific crystalline structure of the multimetal oxide masses, which in the X-ray diffractogram also in the form of very schma len diffraction reflexes is mapped, in addition to that in the EP-A 529 853 and the diffraction reflections required in EP-A 608 838 However, JP-A 11-169716 still considers the presence of Be Diffraction reflections with 28 vertices at 9.0 ± 0.3 °, 27.3 ± 0.3 °, 29.2 ± 0.3 ° and 35.4 ± 0.3 ° in the X-ray diffractogram as essential. JP-A 11/169716 considers one in particular simultaneous presence of the two diffraction reflexes with 2⊖ vertex positions at 28.2 ± 0.3 ° and 27.3 ± 0.3 ° with off weighed reflex intensities than for a satisfactory ammono Oxidation catalyst performance necessary, the diffraction flex with a 2⊖ vertex position at 27.3 ± 0.3 ° ins especially for adequate propane conversion and diffraction reflex with a 2⊖ vertex position at 28.2 ± 0.3 ° ins especially for a satisfactory selectivity of the acrylonitrile responsibility.
In "Ammoxidation of propane over Mo-V-Nb-Te mixed oxide catalysts" aus "Spillover and Migration of Surface on Catalysts", Ed. by Can Li and Qin Xin, Elsevier Science B. V. (1997), S. 473 ff erläutern dazu die Erfinder der JP-A 11-169716, daß ihrer spe kulativen Meinung nach jeder der beiden vorgenannten Beugungsre flexe eine Kristallphase repräsentiert, die hier entsprechend der Bezeichnung der Beugungsreflexe als "i-Phase" und als "k-Phase" bezeichnet werden sollen. Die als Katalysator ideale Multimetall oxidmasse sei nun ein ausgewogenes inniges Gemisch aus kristalli ner i-Phase und kristalliner k-Phase, wobei der i-Phase aus schließlich die Aktivierung des Propans zufalle und die k-Phase für eine selektive Wandlung des an der i-Phase aktivierten Propans zu Acrylnitril verantwortlich zeichne.In "Ammoxidation of propane over Mo-V-Nb-Te mixed oxide catalysts "from" Spillover and Migration of Surface on Catalysts ", Ed. by Can Li and Qin Xin, Elsevier Science B.V. (1997), p. 473 ff explain the inventors of JP-A 11-169716 that their spe culinary opinion after each of the above two diffraction rules flexe represents a crystal phase, which here corresponds to the Designation of the diffraction reflexes as "i-phase" and as "k-phase" should be designated. The ideal multimetal as a catalyst Oxide mass is now a balanced, intimate mixture of crystalline ner i-phase and crystalline k-phase, with the i-phase off finally the activation of the propane coincides and the k phase for a selective conversion of the activated on the i-phase Responsible for propane to acrylonitrile.
Die DE-A 198 35 247 bestätigt die vorgenannte Sichtweise und lehrt, daß sich der Anteil der i-Phase, bezogen auf die Summe aus i- und k-Phase (ausgedrückt in Intensitäten der entsprechenden Röntgen beugungsreflexe) für eine vernünftige Katalysatorperformance bei der Ammoxidation von Propan zu Acrylnitril im Bereich von 40 bis 75% bewegen muß.DE-A 198 35 247 confirms the above view and teaches that the proportion of the i phase, based on the sum of i and k phase (expressed in intensities of the corresponding x-ray diffraction reflections) for a reasonable catalyst performance the ammoxidation of propane to acrylonitrile in the range from 40 to 75% must move.
Die EP-A 895 809, die ein Mitglied der Schutzrechtsfamilie der DE-A 198 35 247 ist, weist die Multimetalloxidmassen der DE-A 198 35 247 als auch für die heterogen katalysierte Gasphasen oxidation von Propan zu Acrylsäure geeignete Katalysatoren aus.EP-A 895 809, which is a member of the family of industrial property rights DE-A 198 35 247, has the multimetal oxide materials DE-A 198 35 247 as well as for the heterogeneously catalyzed gas phases oxidation of propane to acrylic acid suitable catalysts.
Aus der JP-A 7-232071 ist demgegenüber bekannt, daß im wesentli chen nur in i-Phase vorliegende Multimetalloxidmassen der allge meinen Formel (I) auch als Katalysatoren für die heterogen kata lysierte Ammoxidation von Propan zu Acrylnitril geeignet sind.In contrast, from JP-A 7-232071 it is known that in essence Chen only available in i-phase multimetal oxide masses of general my formula (I) also as catalysts for the heterogeneous kata lysed ammoxidation of propane to acrylonitrile are suitable.
Die Aufgabe der vorliegende Erfindung bestand angesichts des vor
genannten Standes der Technik darin, ein Verfahren zur Herstel
lung von Acrylsäure durch heterogen katalysierte Gasphasen
oxidation von Propan mit molekularem Sauerstoff bei erhöhter
Temperatur an einer Multimetalloxidmasse der allgemeinen Formel
The object of the present invention was in view of the aforementioned prior art, a process for the produc- tion of acrylic acid by heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propane with molecular oxygen at elevated temperature on a multimetal oxide mass of the general formula
Mo1VbMc 1Md 2On (1)
Mo 1 V b M c 1 M d 2 O n (1)
mit
M1 = Te und/oder Sb,
M2 = wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe umfassend Nb,
Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt,
Bi, B und Ce,
b = 0,01 bis 1,
c = 0,01 bis 1,
d = 0,01 bis 2 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von
Sauerstoff verschiedenen Elemente in (I) bestimmt wird,
wobei das Röntgendiffraktogramm der Multimetalloxidmasse (I) Be
ugungsreflexe h, i und gegebenenfalls k aufweist, deren Scheitel
punkte bei den Beugungswinkeln (2⊖) 22,2 ± 0,4° (h), 27,3 ± 0,4°
(i) und 28,2 ± 0,4° (k) liegen,
zur Verfügung zu stellen, das ausweist, daß die Multimetalloxid
massen (I) weder amorph sein, noch nennenswerte Mengen einer k-
Phase enthalten müssen, um als Katalysatoren für die heterogen
katalysierte Gasphasenoxidation von Propan mit molekularem Sauer
stoff bei erhöhter Temperatur zu Acrylsäure geeignet zu sein.With
M 1 = Te and / or Sb,
M 2 = at least one of the elements from the group comprising Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Bi, B and Ce,
b = 0.01 to 1,
c = 0.01 to 1,
d = 0.01 to 2 and
n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in (I),
the X-ray diffractogram of the multimetal oxide mass (I) having diffraction reflections h, i and possibly k, the apex of which is at the diffraction angles (2⊖) 22.2 ± 0.4 ° (h), 27.3 ± 0.4 ° (i ) and 28.2 ± 0.4 ° (k),
to provide, which shows that the multimetal oxide masses (I) need not be amorphous, nor must they contain any significant amounts of a k-phase in order to be suitable as catalysts for the heterogeneously catalyzed gas-phase oxidation of propane with molecular oxygen at elevated temperature to acrylic acid his.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure durch
heterogen katalysierte Gasphasenoxidation von Propan mit moleku
larem Sauerstoff bei erhöhter Temperatur an einer Multimetall
oxidmasse der allgemeinen Formel 1,
Accordingly, a process for the preparation of acrylic acid by heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propane with molecular oxygen at elevated temperature on a multimetal oxide composition of the general formula 1,
Mo1VbMc 1Md 2On (I),
Mo 1 V b M c 1 M d 2 O n (I),
mit
M1 = Te und/oder Sb,
M2 = wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe umfassend Nb,
Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt,
Bi, B und Ce,
b = 0,01 bis 1,
c = 0,01 bis 1,
d = 0,01 bis 1 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von
Sauerstoff verschiedenen Elemente in (I) bestimmt wird,
wobei das Röntgendiffraktogramm der Multimetalloxidmasse (I) Be
ugungsreflexe h, i und gegebenenfalls k aufweist, deren Scheitel
punkte bei den Beugungswinkeln (2⊖) 22,2 ± 0,4° (h), 27,3 ± 0,4°
(i) und 28,2 ± 0,4° (k) liegen, gefunden, das dadurch gekenn
zeichnet ist, daß
With
M 1 = Te and / or Sb,
M 2 = at least one of the elements from the group comprising Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Bi, B and Ce,
b = 0.01 to 1,
c = 0.01 to 1,
d = 0.01 to 1 and
n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in (I),
the X-ray diffractogram of the multimetal oxide mass (I) having diffraction reflections h, i and possibly k, the apex of which is at the diffraction angles (2⊖) 22.2 ± 0.4 ° (h), 27.3 ± 0.4 ° (i ) and 28.2 ± 0.4 ° (k) are found, which is characterized in that
- - der Beugungsreflex h innerhalb des Röntgendiffraktogramms der intensitätsstärkste ist sowie eine Halbwertsbreite von höch stens 0,5° aufweist,- the diffraction reflex h within the X-ray diffractogram of the is the most intense as well as a full width at half maximum has at least 0.5 °,
-
- die Intensität Pi des Beugungsreflexes i und die Intensität Pk
des Beugungsreflexes k die Beziehung 0,8 ≦ R ≦ 1 erfüllen,
in der R das durch die Formel
R = Pi/(Pi + Pk)
definierte Intensitätsverhältnis ist, und- The intensity P i of the diffraction reflex i and the intensity P k of the diffraction reflex k satisfy the relationship 0.8 ≦ R ≦ 1, in which R the formula
R = P i / (P i + P k )
is defined intensity ratio, and - - die Halbwertsbreite des Beugungsreflexes i und eines enthal tenen Beugungsreflexes k jeweils ≦ 1° beträgt.- The full width at half maximum of the diffraction reflex i and one diffraction reflex k is ≦ 1 °.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Verwendung von erfindungs gemäßen Multimetalloxidmassen (I) mit M1 = Te. Ferner sind solche Multimetalloxidmassen (I) erfindungsgemäß günstig, bei denen M2 = Nb, Ta, W und/oder Titan ist. Vorzugsweise ist M2 = Nb.According to the invention, preference is given to using multimetal oxide compositions (I) according to the invention where M 1 = Te. Furthermore, those multimetal oxide materials (I) are favorable according to the invention in which M 2 = Nb, Ta, W and / or titanium. Preferably M 2 = Nb.
Der stöchiometrische Koeffizient b der erfindungsgemäß zu verwen denden Multimetalloxidmassen (I) beträgt mit Vorteil 0,1 bis 0,6. In entsprechender Weise beläuft sich der Vorzugsbereich für den stöchiometrischen Koeffizienten c auf 0,05 bis 0,4 und günstige Werte für d betragen 0,01 bis 0,6. Besonders günstige erfindungs gemäß zu verwendende Multimetalloxidmassen (I) sind solche, bei denen die stöchiometrischen Koeffizienten b, c und d simultan in den vorgenannten Vorzugsbereichen liegen.The stoichiometric coefficient b to be used according to the invention The multimetal oxide mass (I) is advantageously 0.1 to 0.6. The preferred range for the stoichiometric coefficient c to 0.05 to 0.4 and favorable Values for d range from 0.01 to 0.6. Particularly cheap fiction to be used according to multimetal oxide materials (I) are those at which the stoichiometric coefficients b, c and d simultaneously in the aforementioned preferred areas.
Weitere erfindungsgemäß geeignete Stöchiometrien für die erfindungsgemäßen Multimetalloxidmassen (I) sind jene, die in den Schriften des eingangs zitierten Standes der Technik, insbesondere in den Schriften EP-A 608 838, WO 00-29106, JP-A 11/169716 und EP-A 962 253, offenbart sind.Further stoichiometries suitable according to the invention for the Multimetal oxide compositions (I) according to the invention are those which in the Writings of the prior art cited at the outset, in particular in documents EP-A 608 838, WO 00-29106, JP-A 11/169716 and EP-A 962 253.
Ein gezieltes Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäß zu verwendenden Multimetalloxidmassen (I), deren Intensitätsverhält nis R ≧ 0,8 und ≦ 1 sein muß (d. h., es kann auch ≧ 0,825, ≧ 0,85, ≧ 0,875, ≧ 0,9, ≧ 0,925, 0,95 und ≧ 0,975 sein), of fenbart z. B. die JP-A 11-43314, in welcher die relevanten Multi metalloxidmassen als Katalysatoren für die heterogen katalysierte Oxidehydrierung von Ethan zu Ethylen empfohlen werden.A targeted method for producing according to the invention using multimetal oxide materials (I), their intensity ratio n must be R ≧ 0.8 and ≦ 1 (i.e., it can also be ≧ 0.825, ≧ 0.85, ≧ 0.875, ≧ 0.9, ≧ 0.925, 0.95 and ≧ 0.975), of fenbart z. B. JP-A 11-43314, in which the relevant multi metal oxide masses as catalysts for the heterogeneously catalyzed Oxydehydrogenation of ethane to ethylene may be recommended.
Danach wird in an sich bekannter, in den zitierten Schriften des Standes der Technik offenbarter, Weise zunächst eine Multimetall oxidmasse der Stöchiometrie (I) erzeugt, die ein Gemisch aus i- Phase und anderen Phasen (z. B. k-Phase) ist. In diesem Gemisch kann nun z. B. der Anteil an i-Phase dadurch erhöht werden, daß man die anderen Phasen, z. B. die k-Phase, unter dem Mikroskop ausliest, oder die Multimetalloxidmasse mit geeigneten Flüssig keiten wäscht. Als solche Flüssigkeiten kommen z. B. wäßrige Lö sungen organischer Säuren (z. B. Oxalsäure, Ameisensäure, Essig säure, Zitronensäure und Weinsäure), Alkohole und wäßrige Wasser stoffperoxidlösung in Betracht. Desweiteren offenbart auch die JP-A 7-232071 ein Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Multimetalloxidmassen (I).Thereafter, in known per se, in the cited writings of State of the art disclosed, way a multimetal oxide mass of stoichiometry (I), which is a mixture of i- Phase and other phases (e.g. k-phase). In this mixture can now e.g. B. the proportion of i-phase can be increased in that the other phases, e.g. B. the k phase under the microscope reads out, or the multimetal oxide mass with suitable liquid washes. As such liquids come e.g. B. aqueous solution solutions of organic acids (e.g. oxalic acid, formic acid, vinegar acid, citric acid and tartaric acid), alcohols and aqueous water peroxide solution into consideration. Furthermore, the JP-A 7-232071 a process for the preparation of inventive Multimetal oxide materials (I).
In weniger systematischer Weise sind erfindungsgemäße Multi metalloxidmassen (I) dadurch erhältlich, daß man von geeigneten Quellen ihrer elementaren Konstituenten ein möglichst inniges, vorzugsweise feinteiliges, Trockengemisch erzeugt und dieses bei Temperaturen von 350 bis 700°C bzw. 400 bis 650°C oder 400 bis 600°C thermisch behandelt. Die thermische Behandlung kann sowohl unter oxidierender, reduzierender als auch unter inerter Atmosp häre erfolgen. Als oxidierende Atmosphäre kommt z. B. Luft, mit molekularem Sauerstoff angereicherte Luft oder an Sauerstoff en treicherte Luft in Betracht. Vorzugsweise wird die thermische Be handlung unter inerter Atmosphäre, d. h., z. B. unter molekularem Stickstoff und/oder Edelgas, durchgeführt. Üblicherweise erfolgt die thermische Behandlung bei Normaldruck (1 atm). Selbstver ständlich kann die thermische Behandlung auch unter Vakuum erfol gen.Multi according to the invention are less systematic metal oxide compositions (I) can be obtained by using suitable Sources of their elementary constituents as intimate as possible, preferably finely divided, dry mixture produced and this Temperatures from 350 to 700 ° C or 400 to 650 ° C or 400 to 600 ° C thermally treated. The thermal treatment can be both under oxidizing, reducing as well as under inert atmosphere hard done. As an oxidizing atmosphere comes e.g. B. air with molecular oxygen-enriched air or oxygen enriched air. Preferably, the thermal loading action under an inert atmosphere, d. i.e., e.g. B. under molecular Nitrogen and / or noble gas. Usually done thermal treatment at normal pressure (1 atm). Selbstver thermal treatment can also be carried out under vacuum gene.
Erfolgt die thermische Behandlung unter gasförmiger Atmosphäre, kann diese sowohl stehen als auch fließen.If the thermal treatment takes place in a gaseous atmosphere, it can both stand and flow.
Insgesamt kann die thermische Behandlung bis zu 24 h oder mehr in Anspruch nehmen. Overall, the thermal treatment can last up to 24 hours or more Claim.
Bevorzugt erfolgt die thermische Behandlung zunächst unter oxi dierender (Sauerstoff enthaltender) Atmosphäre (z. B. unter Luft) bei einer Temperatur von 150 bis 400°C bzw. 250 bis 350°C. Im An schluß daran wird die thermische Behandlung zweckmäßig unter Inertgas bei Temperaturen von 350 bis 700°C bzw. 400 bis 650°C oder 400 bis 600°C fortgesetzt. Selbstredend kann die thermische Behandlung auch so erfolgen, daß die Katalysatorvorläufermasse vor ihrer thermischen Behandlung zunächst (gegebenenfalls nach Pulverisierung) tablettiert, dann thermisch behandelt und nach folgend wieder versplittet wird.The thermal treatment is preferably first carried out under oxi dating (oxygen-containing) atmosphere (e.g. under air) at a temperature of 150 to 400 ° C or 250 to 350 ° C. In the An finally the thermal treatment is expediently under Inert gas at temperatures from 350 to 700 ° C or 400 to 650 ° C or 400 to 600 ° C continued. Of course, the thermal Treatment also take place so that the catalyst precursor mass before their thermal treatment first (if necessary after Pulverization) tableted, then thermally treated and after is subsequently split again.
Das innige Vermischen der Ausgangsverbindungen im Rahmen der Her stellung von erfindungsgemäßen Multimetalloxidmassen (I) kann in trockener oder in nasser Form erfolgen.The intimate mixing of the starting compounds as part of the Her position of multimetal oxide materials (I) according to the invention can be found in done dry or wet.
Erfolgt es in trockener Form, werden die Ausgangsverbindungen zweckmäßigerweise als feinteilige Pulver eingesetzt und nach dem Mischen und gegebenenfalls Verdichten der Calcinierung (thermi schen Behandlung) unterworfen.If it is in dry form, the starting compounds expediently used as a finely divided powder and after Mixing and optionally compacting the calcination (therm treatment).
Vorzugsweise erfolgt das innige Vermischen jedoch in nasser Form. Üblicherweise werden die Ausgangsverbindungen dabei in Form einer wäßrigen Lösung und/oder Suspension miteinander vermischt. An schließend wird die wäßrige Masse getrocknet und nach der Trock nung calciniert. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der wäßrigen Masse um eine wäßrige Lösung. Vorzugsweise erfolgt der Trocknungsprozeß unmittelbar im Anschluß an die Fertigstellung der wäßrigen Mischung und durch Sprühtrocknung (die Austritts temperaturen betragen in der Regel 100 bis 150°C; die Sprüh trocknung kann im Gleichstrom oder im Gegenstrom durchgeführt werden), die ein besonders inniges Trockengemisch bedingt, vor allem dann, wenn es sich bei der sprühzutrocknenden wäßrigen Masse um eine wäßrige Lösung handelt.However, the intimate mixing is preferably carried out in wet form. The starting compounds are usually in the form of a aqueous solution and / or suspension mixed together. to finally the aqueous mass is dried and after drying calcined. Appropriately, it is the aqueous mass around an aqueous solution. Preferably, the Drying process immediately after completion the aqueous mixture and by spray drying (the outlet temperatures are usually 100 to 150 ° C; the spray drying can be carried out in cocurrent or in countercurrent ), which requires a particularly intimate dry mix especially if it is in the spray-dried aqueous Mass is an aqueous solution.
Als Quellen für die elementaren Konstituenten kommen im Rahmen der Durchführung der vorstehend beschriebenen Herstellweise der erfindungsgemäßen Multimetalloxidmassen (I) alle diejenigen in Betracht, die beim Erhitzen (gegebenenfalls an Luft) Oxide und/ oder Hydroxide zu bilden vermögen. Selbstredend können als solche Ausgangsverbindungen auch bereits Oxide und/oder Hydroxide der elementaren Konstituenten mitverwendet oder ausschließlich ver wendt werden.As sources for the elementary constituents come in the frame the implementation of the manufacturing method described above multimetal oxide compositions (I) according to the invention all those in Consider the oxides and / or or to form hydroxides. Of course, as such Starting compounds also oxides and / or hydroxides elementary constituents co-used or exclusively ver be turned.
Erfindungsgemäß geeignete Quellen für das Element Mo sind z. B. Molybdänoxide wie Molybdäntrioxid, Molybdate wie Ammoniumhepta molybdattetrahydrat und Molybdänhalogenide wie Molybdänchlorid. Suitable sources for the element Mo according to the invention are e.g. B. Molybdenum oxides such as molybdenum trioxide, molybdates such as ammonium hepta molybdate tetrahydrate and molybdenum halides such as molybdenum chloride.
Geeignete, erfindungsgemäß mitzuverwendende Ausgangsverbindungen für das Element V sind z. B. Vanadylacetylacetonat, Vanadate wie Ammoniummetavanadat, Vanadinoxide wie Vanadinpentoxid (V2O5), Va nadinhalogenide wie Vanadintetrachlorid (VCl4) und Vanadinoxyhalo genide wie VOCl3. Dabei können als Vanadinausgangsverbindungen auch solche mitverwendet werden, die das Vanadin in der Oxidationsstufe +4 enthalten.Suitable starting compounds for element V to be used according to the invention are, for. B. vanadylacetylacetonate, vanadates such as ammonium metavanadate, vanadium oxides such as vanadium pentoxide (V 2 O 5 ), Va nadinhalogenide such as vanadium tetrachloride (VCl 4 ) and Vanadinoxyhalo genide such as VOCl 3rd In this case, those which contain the vanadium in the oxidation state +4 can also be used as the starting vanadium compounds.
Als Quellen für das Element Tellur eignen sich erfindungsgemäß Telluroxide wie Tellurdioxid, metallisches Tellur, Tellurhaloge nide wie TeCl2, aber auch Tellursäuren wie Orthothellursäure H6TeO6.According to the invention, tellurium oxides such as tellurium dioxide, metallic tellurium, tellurium halides such as TeCl 2 , but also telluric acids such as orthothelluric acid H 6 TeO 6 are suitable as sources for the element tellurium.
Vorteilhafte Antimonausgangsverbindungen sind Antimonhalogenide, wie SbCl3, Antimonoxide wie Antimontrioxid (Sb2O3), Antimonsäuren wie HSb(OH)6, aber auch Antimonoxid-Salze wie Antimonoxid-sulfat (SbO2)SO4.Advantageous antimony starting compounds are antimony halides, such as SbCl 3 , antimony oxides such as antimony trioxide (Sb 2 O 3 ), antimonic acids such as HSb (OH) 6 , but also antimony oxide salts such as antimony oxide sulfate (SbO 2 ) SO 4 .
Erfindungsgemäß geeignete Niobquellen sind z. B. Nioboxide wie Niobpentoxid (Nb2O5), Nioboxidhalogenide wie NbOCl3, Niobhaloge nide wie NbCl5, aber auch komplexe Verbindungen aus Niob und orga nischen Carbonsäuren und/oder Dicarbonsäuren wie z. B. Oxalate und Alkoholate. Selbstredend kommen als Niobquelle auch die in der EP-A 895 809 verwendeten Nb enthaltenden Lösungen in Be tracht.Suitable niobium sources according to the invention are e.g. B. niobium oxides such as niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ), niobium oxide halides such as NbOCl 3 , niobium halides such as NbCl 5 , but also complex compounds of niobium and organic carboxylic acids and / or dicarboxylic acids such as B. oxalates and alcoholates. Of course, the nb-containing solutions used in EP-A 895 809 also come into consideration as niobium sources.
Bezüglich aller anderen möglichen Elemente M2 kommen als erfindungsgemäß geeignete Ausgangsverbindungen vor allem deren Halogenide, Nitrate, Formiate, Oxalate, Acetate, Carbonate und/ oder Hydroxide in Betracht. Geeignete Ausgangsverbindungen sind vielfach auch deren Oxoverbindungen wie z. B. Wolframate bzw. die von diesen abgeleiteten Säuren. Häufig werden als Ausgangs verbindungen auch Ammoniumsalze eingesetzt.With regard to all other possible elements M 2 , suitable starting compounds according to the invention are, in particular, their halides, nitrates, formates, oxalates, acetates, carbonates and / or hydroxides. Suitable starting compounds are often their oxo compounds such. B. tungstates or the acids derived from these. Ammonium salts are also frequently used as starting compounds.
Ferner kommen als Ausgangsverbindungen für die Erstellung der erfindungsgemäßen Multimetalloxidmassen (I) auch Polyanionen vom Anderson Typ in Betracht, wie sie z. B. in Polyhedron Vol. 6, No. 2, pp. 213-218, 1987 beschrieben sind. Eine weitere geeignete Li teraturquelle für Polyanionen vom Anderson Typ bildet Kinetics and Catalysis, Vol. 40, No. 3, 1999, pp 401 bis 404.Furthermore come as starting connections for the creation of the Multimetal oxide materials (I) according to the invention also polyanions from Anderson type into consideration, e.g. B. in Polyhedron Vol. 6, No. 2, pp. 213-218, 1987. Another suitable Li The source of temperature for Anderson type polyanions is kinetics and Catalysis, Vol. 40, No. 3, 1999, pp 401 to 404.
Andere als Ausgangsverbindungen geeignete Polyanionen sind z. B. solche vom Dawson oder Keggin Typ. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß solche Ausgangsverbindugnen verwendet, die sich bei erhöhten Temperaturen entweder im Beisein oder bei Ausschluß . von Sauerstoff unter Freisetzung gasförmiger Verbindungen in ihre Oxide umwandeln.Other polyanions suitable as starting compounds are e.g. B. those of the Dawson or Keggin type. Preferably be According to the invention, such starting compounds are used which are at elevated temperatures either in the presence or with exclusion. of oxygen releasing gaseous compounds into their Convert oxides.
Die erfindungsgemäß erhältlichen Multimetalloxidmassen (I) können als solche (z. B. zu Pulver oder zu Splitt zerkleinert) oder auch zu Formkörpern geformt für das erfindungsgemäße Verfahren einge setzt werden. Dabei kann das Katalysatorbett sowohl ein Festbett, ein Wanderbett oder ein Wirbelbett sein.The multimetal oxide compositions (I) obtainable according to the invention can as such (e.g. ground into powder or grit) or also formed into shaped bodies for the inventive method be set. The catalyst bed can be a fixed bed, a moving bed or a fluidized bed.
Im übrigen kann das erfindungsgemäße Verfahren wie die in der EP-A 608838, der WO 00/29106 sowie der JP-A 10-36311 beschriebe nen Verfahrensweisen durchgeführt werden.Otherwise, the inventive method as in the EP-A 608838, WO 00/29106 and JP-A 10-36311 procedures.
D. h., das Reaktionsgasgemisch, mit dem die erfindugsgemäße Multi
metalloxidaktivmasse bei Reaktionstemperaturen von z. B. 200 bis
550°C oder von 230 bis 480°C bzw. 300 bis 440°C zu belasten ist,
kann z. B. nachfolgende Zusammensetzung aufweisen:
1 bis 15, vorzugsweise 1 bis 7 Vol.-% Propan,
44 bis 99 Vol.-% Luft und
0 bis 55 Vol.-% Wasserdampf.That is, the reaction gas mixture with which the multi metal oxide active composition according to the invention at reaction temperatures of, for. B. 200 to 550 ° C or from 230 to 480 ° C or 300 to 440 ° C can be loaded, for. B. have the following composition:
1 to 15, preferably 1 to 7% by volume of propane,
44 to 99 vol .-% air and
0 to 55 vol% water vapor.
Bevorzugt sind Wasserdampf enthaltende Reaktionsgasgemische.Reaction gas mixtures containing water vapor are preferred.
Als andere mögliche Zusammensetzungen des Reaktionsgasgemisches
kommen in Betracht:
70 bis 95 Vol.-% Propan,
5 bis 30 Vol.-% molekularer Sauerstoff und
0 bis 25 Vol.-% Wasserdampf.Other possible compositions of the reaction gas mixture are:
70 to 95 vol .-% propane,
5 to 30 vol .-% molecular oxygen and
0 to 25 vol% water vapor.
Erfindungsgemäß wesentlich ist, dass das Röntgendiffraktogramm der erfindungsgemäß zu verwendenden Multimetalloxidmassen (I) Be ugungsreflexe h, i und gegebenenfalls k aufweist, deren Scheitel punkte bei den Beugungswinkeln (2⊖) 22,2 + 0,4° (h), 27,3 + 0,4° (i) und 28,2 ± 0,4° (k) liegen.It is essential according to the invention that the X-ray diffractogram the multimetal oxide compositions (I) to be used according to the invention ugungsreflexe h, i and optionally k, the apex points at the diffraction angles (2⊖) 22.2 + 0.4 ° (h), 27.3 + 0.4 ° (i) and 28.2 ± 0.4 ° (k).
Diese, sowie alle anderen in dieser Schrift auf ein Röntgendif fraktogramm bezogenen Angaben, beziehen sich auf ein unter Anwen dung von Cu-Kα1-Strahlung als Röntgenstrahlung erzeugtes Röntgen diffraktogramm (Siemens-Diffraktometer Theta-Theta D-5000, Röhrenspannung: 40 kV, Röhrenstrom: 40 mA, Aperturblende V20 (va riabel), Streustrahlblende V20 (variabel), Sekundärmonochromator blende (0,1 mm), Detektorblende (0,6 mm), Meßintervall (2⊖): 0,02°, Meßzeit je Schritt: 2,4 s, Detektor: Scintillationszähl rohr). This, as well as all others in this document, on an X-ray diff Fractogram-related information refers to an under user Formation of Cu-Kα1 radiation as X-rays diffractogram (Siemens diffractometer Theta-Theta D-5000, Tube voltage: 40 kV, tube current: 40 mA, aperture diaphragm V20 (especially riabel), lens hood V20 (variable), secondary monochromator aperture (0.1 mm), detector aperture (0.6 mm), measuring interval (2⊖): 0.02 °, measuring time per step: 2.4 s, detector: scintillation counter pipe).
Die Intensität eines Beugungsreflexes im Röntgendiffraktorgramm bezieht sich in dieser Schrift auf die in der DE-A 198 35 247 nie dergelegte Bestimmungsmethode.The intensity of a diffraction reflex in the X-ray diffraction program in this document refers to that in DE-A 198 35 247 never determination method.
D. h., bezeichnet A1 den Scheitelpunkt eines Reflexes 1 und be zeichnet B1 in der Linie des Röntgendiffraktogramms bei Betrach tung entlang der zur 2Θ-Achse senkrecht stehenden Intensitätsache das nächstliegende ausgeprägte Minimum (Reflexschultern auswei sende Minima bleiben unberücksichtig) links vom Scheitelpunkt A1 und B2 in entsprechender Weise das nächstliegende ausgeprägte Mi nimum rechts vom Scheitelpunkt A1 und bezeichnet C1 den Punkt, an dem eine vom Scheitelpunkt A1 senkrecht zur 2Θ-Achse gezogene Ge rade eine die Punkte B1 und B2 verbindende Gerade schneidet, dann ist die Intensität des Reflexes 1 die Länge des Geradenabschnitts A1C1, der sich vom Scheitelpunkt A1 zum Punkt C1 erstreckt. Der Ausdruck Minimum bedeutet dabei einen Punkt, an dem der Stei gungsgradient einer an die Kurve in einem Basisbereich des Refle xes 1 angelegten Tangente von einem negativen Wert auf einen po sitiven Wert übergeht, oder einen Punkt, an dem der Steigungsgra dient gegen Null geht, wobei für die Festlegung des Steigungsgra dienten die Koordinaten der 2⊖ Achse und der Intensitätsachse herangezogen werden.That is, A 1 denotes the vertex of a reflex 1 and B 1 denotes B 1 in the line of the X-ray diffractogram when viewed along the intensity axis perpendicular to the 2Θ axis, the nearest pronounced minimum (reflex shoulder-indicating minima are not taken into account) to the left of the vertex A 1 and B 2 in a corresponding manner the closest pronounced minimum to the right of the apex A 1 and denotes C 1 the point at which a straight line drawn from the apex A 1 perpendicular to the 2Θ-axis straight line connecting the points B 1 and B 2 intersects, then the intensity of the reflex 1 is the length of the straight section A 1 C 1 , which extends from the apex A 1 to the point C 1 . The expression minimum means a point at which the gradient gradient of a tangent applied to the curve in a base region of the refle xes 1 changes from a negative value to a positive value, or a point at which the gradient gradient goes to zero, the coordinates of the 2⊖ axis and the intensity axis were used to determine the gradient.
Die Halbwertsbreite ist in entsprechender Weise die Länge des Ge radenabschnitts, der sich zwischen den beiden Schnittpunkten H1 und H2 ergibt, wenn man in der Mitte des Geradenabschnitts A1C1 eine Parallele zur 2⊖-Achse zieht, wobei H1, H2 den jeweils ers ten Schnittpunkt dieser Parallelen mit der wie vorstehend defi nierten Linie des Röntgendiffraktogramms links und rechts von A1 meinen.The full width at half maximum is correspondingly the length of the straight section that results between the two intersection points H 1 and H 2 , if one draws a parallel to the 2⊖ axis in the middle of the straight section A 1 C 1 , where H 1 , H 2 mean the first intersection of these parallels with the line of the X-ray diffractogram as defined above on the left and right of A 1 .
Eine beispielhafte Durchführung der Bestimmung von Halbwerts breite und Intensität im Falle eines i und eines k Beugungsrefle xes zeigt die beiliegende Fig. 2.An exemplary implementation of the determination of half-width and intensity in the case of an i and a k diffraction reflect is shown in the accompanying FIG. 2.
Neben den Beugungsreflexen h, i und gegebenenfalls k enthält das
Röntgendiffraktogramm der erfindungsgemäß zu verwendenden Multi
metalloxidmassen (T) in der Regel noch weiter Beugungsreflexe,
deren Scheitelpunkte bei den nachfolgenden Beugungswinkeln (28)
liegen:
In addition to the diffraction reflections h, i and, if appropriate, k, the X-ray diffractogram of the multimetal oxide materials (T) to be used according to the invention generally also contains diffraction reflections, the apexes of which lie at the following diffraction angles (28):
9,0 ± 0,4° (l),
29,2 ± 0,4°(m) und
35, 4 ± 0,4° (n).9.0 ± 0.4 ° (l),
29.2 ± 0.4 ° (m) and
35, 4 ± 0.4 ° (n).
Häufig enthält das Röntgendiffraktogramm der erfindungsgemäß zu
verwendenden Multimetalloxidmassen (I) zusätzlich Beugungsre
flexe, deren Scheitelpunkte bei folgenden Beugungswinkeln (2⊖)
liegen:
Often, the X-ray diffractogram of the multimetal oxide materials (I) to be used according to the invention additionally contains diffraction reflections, the apexes of which lie at the following diffraction angles (2⊖):
6,7 ± 0,4° (o)
7,9 ± 0,4° (p).6.7 ± 0.4 ° (o)
7.9 ± 0.4 ° (p).
Enthält das Röntgendiffraktogramm der erfindungsgemäßen Multi-
metalloxidmassen (i) den Beugungsreflex k, enthält es in der Re
gel noch weiter Beugunsreflexe, deren Scheitelpunkte bei den
nachfolgenden Beugungswinkeln (2⊖) liegen:
If the X-ray diffractogram of the multimetal oxide masses according to the invention (i) contains the diffraction reflex k, it generally contains further diffraction reflections, the apex of which lies at the following diffraction angles (2 ():
36,2 ± 0,4°,
45,2 ± 0,4° und
50,0 ± 0,4°.36.2 ± 0.4 °,
45.2 ± 0.4 ° and
50.0 ± 0.4 °.
Ordnet man dem Beugungsreflex h die Intensität 100 zu, so verfü
gen die Beugungsreflexe l, m, n, o, p in der gleichen Intensi
tätsskala häufig die nachfolgenden Intensitäten:
If the intensity 100 is assigned to the diffraction reflex h, the diffraction reflexes l, m, n, o, p often have the following intensities in the same intensity scale:
1: 5-95, häufig, 5-80, teilweise 10-60
1: 1-30,
m: 1-40,
n: 1-40,
o: 1-30 und
p: 1-30.1: 5-95, often, 5-80, sometimes 10-60
1: 1-30,
m: 1-40,
n: 1-40,
o: 1-30 and
p: 1-30.
Enthält das Röntgendiffraktogramm der erfindungsgemäß zu verwen denden Multimetalloxidmassen (I) von den vorgenannten zusätzli chen Beugungsreflexen, ist die Halbwertsbreite derselben in der Regel ≦ 1°.Contains the X-ray diffractogram to be used according to the invention the multimetal oxide materials (I) from the aforementioned additional diffraction reflections, the full width at half maximum is the same Rule ≦ 1 °.
Erfindungsgemäß vorteilhaft sind solche erfindungsgemäß zu ver
wendenden Multimetalloxidmassen (I), deren Röntgendiffraktogramm
nicht nur die Bedingung 0,8 ≦ R ≦ 1 erfüllt, sondern gleichzei
tig die Bedingung 0,8 ≦ R' ≦ 1, wobei R' das durch die Formel
According to the invention, those multimetal oxide materials (I) to be used according to the invention are advantageous whose X-ray diffractogram not only fulfills the condition 0.8 ≦ R ≦ 1, but simultaneously the condition 0.8 ≦ R '≦ 1, where R' is the formula
R' = P'i (P'i + P'k)
R '= P' i (P ' i + P' k )
definierte Intensitätsverhältnis ist und P'i das Produkt aus Pi und der Halbwertsbreite des Beugungsreflexes i meint (P'k ist da bei entsprechend definierte wie P'i).is defined intensity ratio and P ' i means the product of P i and the full width at half maximum of the diffraction reflex i (P' k is there as defined as P ' i ).
Selbstredend wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Produkt gasgemisch erhalten, das nicht ausschließlich aus Acrylsäure be steht. Vielmehr enthält das Produktgasgemisch neben nicht umgesetztem Propan Nebenkomponenten wie Propen, Acrolein, CO2, CO. H2O, Essigsäure, Propionsäure etc., von denen die Acrylsäure abge trennt werden muß.Of course, in the process according to the invention, a product gas mixture is obtained which does not consist exclusively of acrylic acid. Rather, the product gas mixture contains, in addition to unreacted propane, secondary components such as propene, acrolein, CO 2 , CO. H 2 O, acetic acid, propionic acid, etc., from which the acrylic acid must be separated.
Dies kann so erfolgen, wie es von der heterogen katalysierten Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure bekannt ist.This can be done as it is catalyzed by the heterogeneous Gas phase oxidation of propene to acrylic acid is known.
D. h., aus dem Produktgasgemisch kann die enthaltene Acrylsäure durch Absorption mit Wasser oder durch die Absorption mit einem hochsiedenden inerten hydrophoben organischen Lösungsmittel (z. B. einem Gemisch aus Diphenylether und Diphyl das gegebenenfalls noch Zusätze wie Dimethylphthalat enthalten kann) aufgenommen werden. Das dabei resultierende Gemisch aus Absorbens und Acryl säure kann anschließend in an sich bekannter Weise rektifikativ, extraktiv und/oder kristallisativ bis zur Reinacrylsäure aufgear beitet werden. Alternativ kann die Grundabtrennung der Acrylsäure aus dem Produktgasgemisch auch durch fraktionierte Kondensation erfolgen, wie es z. B. in der DE-A 199 24 532 beschrieben ist.In other words, the acrylic acid contained in the product gas mixture by absorption with water or by absorption with a high-boiling inert hydrophobic organic solvents (e.g. a mixture of diphenyl ether and diphyl if necessary may contain additives such as dimethyl phthalate) added become. The resulting mixture of absorbent and acrylic acid can then be rectified in a manner known per se, extractive and / or crystallized up to pure acrylic acid be prepared. Alternatively, the basic separation of acrylic acid from the product gas mixture also by fractional condensation done as it is e.g. B. is described in DE-A 199 24 532.
Das dabei resultierende wäßrige Acrylsäurekondensat kann dann z. B. durch fraktionierte Kristallisation (z. B. Suspensions kristallisation und/oder Schichtkristallisation) weitergereinigt werden.The resulting aqueous acrylic acid condensate can then z. B. by fractional crystallization (z. B. Suspensions crystallization and / or layer crystallization) further cleaned become.
Das bei der Grundabtrennung der Acrylsäure verbleibende Restgas gemisch enthält insbesondere nicht umgesetztes Propan. Dies kann aus dem Restgasgemisch z. B. durch fraktionierte Druckrektifika tion abgetrennt und anschließend in die erfindungsgemäße Gas phasenoxidation rückgeführt werden. Günstiger ist es jedoch, das Restgas in einer Extraktionsvorrichtung mit einem hydrophoben or ganischen Lösungsmittel in Kontakt zu bringen (z. B. durch selbiges durchleiten), das das Propan bevorzugt zu absorbieren vermag.The residual gas remaining in the basic separation of acrylic acid mixture contains in particular unreacted propane. This can from the residual gas mixture z. B. by fractional pressure rectifiers tion separated and then in the gas according to the invention phase oxidation are returned. However, it is cheaper that Residual gas in an extraction device with a hydrophobic or ganic solvent in contact (e.g. by pass through the same), which the propane prefers to absorb can.
Durch nachfolgende Desorption und/oder Strippung mit Luft kann das absorbierte Propan wieder freigesetzt und in das erfindugsge mäße Verfahren rückgeführt werden, Auf diese Weise sind wirt schaftliche Gesamtpropanumsätze erzielbar.Subsequent desorption and / or stripping with air can the absorbed propane is released again and into the invention Proper procedures can be traced back in this way total propane sales achievable.
Erfindungsgemäß überrascht, dass bei der Verwendung von Multi metalloxidmassen der Stöchiometrie (I) als Katalysatoren für die gasphasenkatalytische Oxidation von Propan zu Acrylsäure, im Un terschied zur im Stand der Technik vertretenen Auffassung, der i- und nicht der k-Phase und nicht einem gleichzeitigen Vorhanden sein von i- und k-Phase die entscheidende Bedeutung zuzukommen scheint. Unerwartet ist auch, daß in der i-Phase vorliegende Multimetalloxidmassen (I) bezüglich einer Verwendung als Katalysatoren für die heterogen katalysierte Gasphasenoxidation von Propan zu Acrylsäure eine höhere Aktivität aufweisen als wenn sie in der k-Phase vorliegen.According to the invention, it is surprising that when using Multi metal oxide masses of stoichiometry (I) as catalysts for the Gas phase catalytic oxidation of propane to acrylic acid, in the Un differed from the view held in the prior art that the i- and not the k phase and not a simultaneous existence be of crucial importance from the i and k phases seems. It is also unexpected that the i-phase Multimetal oxide materials (I) with regard to use as Catalysts for heterogeneously catalyzed gas phase oxidation from propane to acrylic acid have a higher activity than if they are in the k phase.
Ferner überrascht, dass die erfindungsgemäßen Multimetalloxid massen (I) bezüglich ihrer Verwendung als Katalysatoren für hete rogen katalysierte Gasphasenoxidationen von Propan zu Acrylsäure von voll befriedigender Stabilität sind.Furthermore, it is surprising that the multimetal oxide according to the invention mass (I) regarding their use as catalysts for hete Roe-catalyzed gas phase oxidation of propane to acrylic acid are of fully satisfactory stability.
Selbstredend können die erfindugsgemäß zu verwendenden Multi metalloxidmassen (I) auch in mit feinteiligen, z. B. kolloidalen, Materialien, wie Silicumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Nioboxid, verdünnter Form im erfindungsgemäßen Ver fahren eingesetzt werden.Of course, the multi to be used according to the invention metal oxide masses (I) also with fine, z. B. colloidal, Materials such as silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide, Zirconium oxide, niobium oxide, diluted form in the ver driving can be used.
Das Verdünnungsmassenverhältnis kann dabei bis zu 9 (Verdünner): 1 (Aktivmasse) betragen. D. h., mögliche Verdünngungsmassenver hältnisse betragen z. B. 6 (Verdünner): 1 (Aktivmasse) und 3 (Verdünner): 1 (Aktivmasse). Die Einarbeitung der Verdünner kann vor und/oder nach der Calcination erfolgen. Erfolgt die Einarbei tung vor der Calcination, muß der Verdünner so gewählt werden, dass er bei der Calcination als solcher im wesentlichen erhalten bleibt. Dies ist z. B. im Fall von bei entsprechend hohen Tempe raturen gebrannten Oxiden in der Regel gegeben.The dilution mass ratio can be up to 9 (thinner): 1 (active mass). That is, possible diluent mass ver Ratios are z. B. 6 (thinner): 1 (active composition) and 3 (Thinner): 1 (active composition). The thinner can be incorporated before and / or after the calcination. Does the familiarization before the calcination, the thinner must be selected that he essentially received as such during the calcination remains. This is e.g. B. in the case of at a correspondingly high temperature Usually fired oxides are given.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Multimetalloxidkatalysatoren eignen sich auch zur gasphasenkatalytisch oxidativen Herstellung von Methacrylsäure aus deren C4-Vorläufern wie z. B. n-Butan oder iso-Butan.The multimetal oxide catalysts to be used according to the invention are also suitable for the gas-phase catalytically oxidative production of methacrylic acid from its C 4 precursors, such as, for. B. n-butane or isobutane.
Claims (8)
Mo1VbMc 1Md 2On (I),
mit
M1 = Te und/oder Sb,
M2 = wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe umfassend Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Bi, B und Ce,
b = 0,01 bis 1,
c = 0,01 bis 1,
d = 0,01 bis 1 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in (I) bestimmt wird,
wobei das Röntgendiffraktogramm der Multimetalloxidmasse (I) Beugungsreflexe h, i und gegebenenfalls k aufweist, deren Scheitelpunkte bei den Beugungswinkeln (2⊖) 22,2 ± 0,4° (h), 27,3 ± 0,4° (i) und 28,2 ± 0,4° (k) liegen,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Beugungsreflex h innerhalb des Röntgendiffraktogramms der intensitätsstärkste ist sowie eine Halbwertsbreite von höchstens 0,5° aufweist,
die Intensität Pi des Beugungsreflexes i und die Intensität Pk des Beugungsreflexes k die Beziehung 0,8 ≦ R ≦ 1 erfüllen, in der R das durch die Formel
R = Pi/(Pi + Pk)
definierte Intensitätsverhältnis ist, und
die Halbwertsbreite des Beugungsreflexes i und eines ent haltenen Beugungsreflexes k jeweils ≦ 1° beträgt.1. Process for the preparation of acrylic acid by heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propane with molecular oxygen at elevated temperature on a multimetal oxide composition of the general formula I,
Mo 1 V b M c 1 M d 2 O n (I),
With
M 1 = Te and / or Sb,
M 2 = at least one of the elements from the group comprising Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Bi, B and Ce,
b = 0.01 to 1,
c = 0.01 to 1,
d = 0.01 to 1 and
n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in (I),
wherein the X-ray diffractogram of the multimetal oxide mass (I) has diffraction reflections h, i and possibly k, the apex of which at the diffraction angles (2⊖) 22.2 ± 0.4 ° (h), 27.3 ± 0.4 ° (i) and 28.2 ± 0.4 ° (k),
characterized in that
the diffraction reflex h is the most intense within the X-ray diffractogram and has a half-value width of at most 0.5 °,
the intensity P i of the diffraction reflex i and the intensity P k of the diffraction reflex k satisfy the relationship 0.8 ≦ R ≦ 1, in which R the formula
R = P i / (P i + P k )
is defined intensity ratio, and
the full width at half maximum of the diffraction reflex i and a diffraction reflex k contained is ≦ 1 ° in each case.
Priority Applications (27)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000134825 DE10034825A1 (en) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygen |
| DE50111556T DE50111556D1 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | PROCESS FOR PREPARING ACROLEINE AND / OR ACRYLIC ACID |
| ES05025498.6T ES2480302T3 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Procedure for the preparation of acrolein or acrylic acid or its mixture from propane |
| CNB01812822XA CN1209332C (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Method for producing acrolein and/or acrylic acid |
| AU2001278449A AU2001278449A1 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Method for producing acrolein and/or acrylic acid |
| CZ2002-4073A CZ304548B6 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Process for preparing acrolein and/or acrylic acid |
| ES01956472T ES2276808T3 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | METHOD FOR THE PRODUCTION OF ACROLEIN AND / OR ACRYLIC ACID. |
| JP2002510417A JP5021140B2 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Method for producing acrolein and / or acrylic acid |
| MYPI20012767A MY140522A (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Preparation of acrolein and/or acrylic acid |
| AT01956472T ATE346835T1 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | METHOD FOR PRODUCING ACROLEIN AND/OR ACRYLIC ACID |
| BRPI0111702-5A BR0111702B1 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | process for the preparation of acrolein and / or acrylic acid from propane and / or propene. |
| US10/297,579 US7321058B2 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Method for producing acrolein and/or acrylic acid |
| PCT/EP2001/006708 WO2001096271A2 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Method for producing acrolein and/or acrylic acid |
| EP05025498.6A EP1642879B1 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Method for producing acrolein and/or acrylic acid or a mixture thereof from propane and/or propene |
| KR1020027017091A KR100740728B1 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Process for preparing acrolein and / or acrylic acid |
| EP01956472A EP1289919B1 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Method for producing acrolein and/or acrylic acid |
| TW90114444A TWI269789B (en) | 2000-06-14 | 2001-06-14 | Preparation of acrolein and/or acrylic acid |
| EP01967180A EP1301457B1 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | Method for producing acrylic acid by the heterogeneously catalysed gas-phase oxidation of propane |
| JP2002512106A JP2004504288A (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | Method for producing acrylic acid by gas phase oxidation of propane by heterogeneous catalysis |
| CNB018129935A CN1323998C (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | Method for producing acrylic acid by heterogeneously catalysed gas-phase oxidation of propane |
| AU2001287622A AU2001287622A1 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | Method for producing acrylic acid by the heterogeneously catalysed gas-phase oxidation of propane |
| DE50113787T DE50113787D1 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | PROCESS FOR THE PREPARATION OF ACRYLIC ACID BY HETEROGENIC CATALYZED GAS PHASE OXIDATION OF PROPANE |
| CZ20030139A CZ301370B6 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | Process for preparing acrylic acid by heterogeneously catalyzed gas-phase oxidation of propane |
| US10/333,060 US6867328B2 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | Method for producing acrylic acid by the heterogeneously catalysed gas-phase oxidation of propane |
| AT01967180T ATE390401T1 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | METHOD FOR PRODUCING ACRYLIC ACID BY HETEROGENEOUSLY CATALYSED GAS PHASE OXIDATION OF PROPANE |
| PCT/EP2001/008178 WO2002006199A2 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | Method for producing acrylic acid by the heterogeneously catalysed gas-phase oxidation of propane |
| BRPI0112557-5A BR0112557B1 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-16 | process for the preparation of acrylic acid, and use of a multimetal oxide material. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000134825 DE10034825A1 (en) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10034825A1 true DE10034825A1 (en) | 2002-01-31 |
Family
ID=7649274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2000134825 Withdrawn DE10034825A1 (en) | 2000-06-14 | 2000-07-18 | Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10034825A1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7015354B2 (en) | 2003-08-14 | 2006-03-21 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of (meth)acrolein and/or (meth)acrylic acid |
| US7129195B2 (en) | 2001-01-15 | 2006-10-31 | Basf Aktiengesellschaft | Heterogenically catalysed gas-phase partial oxidation method for precursor compounds of (meth)acrylic acid |
| DE102007025869A1 (en) | 2007-06-01 | 2008-07-03 | Basf Se | To service tube bundle of gas-phase hydrocarbon oxidation reactor immediately prior to re-charging with fresh bed of catalyst solids, they are brushed internally |
| DE102007004961A1 (en) | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Basf Se | Preparing a catalyst molded body, useful e.g. to prepare catalyst for gas phase partial oxidation of an organic compound, comprises molding a precursor mixture to a desired geometry, using graphite, and thermally treating the molded body |
| DE102008040093A1 (en) | 2008-07-02 | 2008-12-18 | Basf Se | Producing a ring like oxidic mold, useful e.g. in partial gas phase oxidation of e.g. an organic compound, comprising mechanical packing of a powdery material which is brought into the fill space of a die made of a metal compound |
| DE102008040094A1 (en) | 2008-07-02 | 2009-01-29 | Basf Se | Production of an oxidic geometric molded body used as a catalyst in a heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation comprises mechanically compressing a powdered material inserted into a filling chamber of a die |
-
2000
- 2000-07-18 DE DE2000134825 patent/DE10034825A1/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7129195B2 (en) | 2001-01-15 | 2006-10-31 | Basf Aktiengesellschaft | Heterogenically catalysed gas-phase partial oxidation method for precursor compounds of (meth)acrylic acid |
| US7015354B2 (en) | 2003-08-14 | 2006-03-21 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of (meth)acrolein and/or (meth)acrylic acid |
| DE102007004961A1 (en) | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Basf Se | Preparing a catalyst molded body, useful e.g. to prepare catalyst for gas phase partial oxidation of an organic compound, comprises molding a precursor mixture to a desired geometry, using graphite, and thermally treating the molded body |
| DE102007025869A1 (en) | 2007-06-01 | 2008-07-03 | Basf Se | To service tube bundle of gas-phase hydrocarbon oxidation reactor immediately prior to re-charging with fresh bed of catalyst solids, they are brushed internally |
| DE102008040093A1 (en) | 2008-07-02 | 2008-12-18 | Basf Se | Producing a ring like oxidic mold, useful e.g. in partial gas phase oxidation of e.g. an organic compound, comprising mechanical packing of a powdery material which is brought into the fill space of a die made of a metal compound |
| DE102008040094A1 (en) | 2008-07-02 | 2009-01-29 | Basf Se | Production of an oxidic geometric molded body used as a catalyst in a heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation comprises mechanically compressing a powdered material inserted into a filling chamber of a die |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE10046672A1 (en) | Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygen | |
| EP1335793B1 (en) | Catalyst comprising a support and a catalytically active oxide material applied to the surface of the substrate | |
| EP1301457B1 (en) | Method for producing acrylic acid by the heterogeneously catalysed gas-phase oxidation of propane | |
| EP1387823B1 (en) | Method for the production of acrylic acid by heterogeneously catalyzed partial propane oxidation | |
| DE60019381T2 (en) | Catalyst usable for the oxidation of alkanes | |
| DE60124481T2 (en) | Activated multimetal oxide catalyst | |
| EP1556337A1 (en) | Method for the production of a multi-metal oxide material | |
| DE69931184T2 (en) | CATALYTIC OXIDATION OF ALKANES TO SUBSEQUENT ACID | |
| EP0912480B1 (en) | Industrial process for the heterogeneously catalytic gas-phase oxidation of propane to form acroleine | |
| WO2002083615A1 (en) | Method for producing acrylic acid by heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propene with molecular oxygen in a reaction zone | |
| DE4405059A1 (en) | Multimetal oxide materials | |
| EP0774297A1 (en) | Multi-metal oxides | |
| WO2001098246A1 (en) | Method for the production of acrylic acid by means of heterogeneous catalysed vapour-phase oxidation | |
| EP0124706B1 (en) | Process and catalyst for preparing methacrylic acid | |
| DE10119933A1 (en) | Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygen | |
| EP1755779A1 (en) | Method for the production of multi-metal oxide masses | |
| EP1546080A1 (en) | Method for carrying out heterogeneously catalysed gas phase partial oxidation of acrolein to form acrylic acid | |
| DE4405060A1 (en) | Multimetal oxide materials | |
| DE10334132A1 (en) | Silver, vanadium and a promoter metal-containing multimetal and its use | |
| EP0668102A1 (en) | Multimetal oxide masses | |
| DE10248584A1 (en) | Heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid, used to produce polymers for adhesives, involves using active multimetal oxide material containing e.g. molybdenum and vanadium | |
| DE10117357A1 (en) | Process for the production of acrylic acid or methacrylic acid by gas phase oxidation of propane or isobutane | |
| DE10034825A1 (en) | Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygen | |
| DE10033121A1 (en) | Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygen | |
| DE10029338A1 (en) | Production of acrolein or acrylic acid involves absorption of propane and propene from a gas mixture followed by desorption and oxidation, with no catalytic dehydrogenation of propane and no added oxygen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |