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DE2007795A1 - Bismuth phosphorus molybdate supported catalysts - Google Patents

Bismuth phosphorus molybdate supported catalysts

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DE2007795A1
DE2007795A1 DE19702007795 DE2007795A DE2007795A1 DE 2007795 A1 DE2007795 A1 DE 2007795A1 DE 19702007795 DE19702007795 DE 19702007795 DE 2007795 A DE2007795 A DE 2007795A DE 2007795 A1 DE2007795 A1 DE 2007795A1
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DE
Germany
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catalysts
catalyst
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percent
bismuth
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DE19702007795
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German (de)
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DE2007795C3 (en
DE2007795B2 (en
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Arnold Dr Ennenbach Karl Heinz Paris Nikolaus 4047 Dormagen Gemassmer Alois Dr Jubermann Otto Dr 5670 Opladen BOlj 17 06 Hausweiler
Original Assignee
Erdolchemie GmbH, 5000 Köln Wornngen
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Publication date
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Priority to NL7101706A priority patent/NL7101706A/xx
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Priority to BE763220A priority patent/BE763220A/en
Priority to FR7105840A priority patent/FR2078872A5/fr
Priority to GB2112471A priority patent/GB1353544A/en
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Description

E R D Ö 1 e H E M I E
Gesellschaft mit keschränkte-c ^Haftung
ERD Ö 1 e HEMIE
Limited liability company

JKöln-WojrringenJKöln-Wojrringen

WlsmutphosphoTOolybdat-Trägerkatal^satorenWlsmutphosphoTOolybdate Support Catalysts

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren ,zur Erhöhung ' der Wirksamkeit von Wismut, Molybdän und gegebenenfalls Phosphor enthaltenden Trägerkatalysatoren,The invention relates to a method for increasing ' the effectiveness of bismuth, molybdenum and possibly Supported catalysts containing phosphorus,

Derartige Katalysatoren v/erden bekanntlich bei der- Herstellung von (Lr % ß-ungesättigten aliphatischen Nitrilen durch Umsetzung von Olefinen mit Ammoniak un4 Saiiergtoff bei erhöhter !Temperatur und bei normalen oder erhöhten Drücken im Fest- oder fließbett verwendet (vgl, deutsche Patentschrift 1 127 35.1). Insbesondere dient dieses Verfahren ' unter Verwendung von Wismut-phosphormolybdat-Trägerkatalysatoren zur großtechnischen Gewinnung von Acrylnitril (vgl. ; •,Petroleum Refiner, Ho. 11, Nov. 1962, Vol. 41» S. 188 sowie · J Vol. 42, No. 11, Nov. 1963, S. 139; Chemical Week, ν, 28,1,6/i., [S. 39* Technical Week ν. 16.8.68, S. 28). jSuch catalysts are known to be used in the production of (Lr% ß-unsaturated aliphatic nitriles by reacting olefins with ammonia and a salt at elevated temperatures and at normal or elevated pressures in a fixed or fluidized bed (cf. German Patent 1,127 35.1). In particular, this process is used with the use of bismuth-phosphomolybdate supported catalysts for the industrial production of acrylonitrile (cf.; •, Petroleum Refiner, Ho. 11, Nov. 1962, Vol. 41 »p. 188 and 42, No. 11, Nov. 1963, p. 139; Chemical Week, ν, 28,1,6 / i., [P. 39 * Technical Week ν. 8/16/68, p. 28). J

; Bei diesem Verfahren sinkt die Nitrilausbeute, wie häufig "bei katalytischen Herstellungsverfahren, mit zunehmender Lauf-! zeit durch allmähliche Katalysatorerschöpfung ab. Im allgemeinen wird für die Katalysatorerschöpfung und den dadurch bedingten Ausbeuterückgang die Abnahme der spezifischen Qberfl&che des Katalysators verantwortlich gemacht ...; In this process, the nitrile yield drops, as is often the case with catalytic manufacturing process, with increasing running! time due to gradual catalytic converter exhaustion. In general For the catalyst exhaustion and the resulting decrease in yield, the decrease in the specific surface area of the catalytic converter blamed ...

Um ein Absinken der Acrylnitrilausbeute zu vermeiden, ist es auch erforderlich, die für die Umsetzung von Propylen, Sauerstoff und Ammoniak erfordernehee Rsaktion3temperatur in verhältnismäßig engen Grenzen konstant zu halten. Sie beträgt im allgemeinen 455° bia 475°C und aoll nach Möglichkeit nicht überschritten werden (vgl. Z. vses. Chim. Obscf. U, (1969), Nr. 3, S. 274 - 280). Schon eine kurzzeitige Temperaturerhöhung auf beispielsweise 490° bis 500°C kann einen deutlichen und irreversiblen Rückgang der Acrylnitrilausbeute bedingen. Selbstverständlich ist jede Abnahme der Katalysatorwirksaiäkeit ein äußerst unerwünschter Vorgang, der inabesondere die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinträchtigt. Es besteht infolgedessen ein großes Interesse, die Wirksamkeit, d.h. die Aktivität und Selektivität, von Wismutphosphormolybdat-Katalysatoren für die Acrylnitrilsynthese zu steigern oder, wenn durch längere Laufzeiten oder überhöhte Reaktionstemperaturen bereits eine gewisse Katalysatorermüdung unter Abnahme der Ausbeute eingetreten ist, wieder herzustellen.In order to avoid a drop in the yield of acrylonitrile, it is also necessary, the reaction temperature required for the conversion of propylene, oxygen and ammonia in a proportionate manner keep tight limits constant. It is generally 455 ° bia 475 ° C and even if possible must not be exceeded (see Z. vses. Chim. Obscf. U, (1969), No. 3, pp. 274-280). Even a brief temperature increase to, for example, 490 ° to 500 ° C can cause a clear and irreversible decrease in the acrylonitrile yield. Of course, every decrease is the Catalyst effectiveness an extremely undesirable process, which in particular impairs the economic viability of the process. There is consequently a great deal of interest in the effectiveness, i.e. the activity and selectivity, of Bismuth Phosphomolybdate Catalysts for Acrylonitrile Synthesis to increase or, if a certain catalyst fatigue has already occurred with a decrease in the yield due to longer running times or excessive reaction temperatures, again to manufacture.

Es wurde nun gefunden, daß man die Wirksamkeit von Wismut, Molybdän und gegebenenfalls Phosphor enthaltenden Trägerkatjalysatoren erhöhen kann, wenn man die Katalysatoren auf Temperaturen zwischen 580° und 75O°C erhitzt.It has now been found that the effectiveness of bismuth, molybdenum and optionally phosphorus-containing carrier catalysts can increase if the catalysts are heated to temperatures between 580 ° and 750 ° C.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar sowohl auf frische, in bekannter Weise hergestellte und unbenutzte als auch auf gebrauchte Katalysatoren, deren Wirksamkeit durch ihren Gebrauch in Amoxidationsprozessen, wie der Acrylnitril-Synthese, bereits nachgelassen hat.The inventive method is applicable to both fresh, in a known manner and unused as well as used catalysts, their effectiveness has already declined due to their use in amoxidation processes such as acrylonitrile synthesis.

Die Wirkstoff konzentration auf dem Träger der erfindungsgemäß zu behandelnden Katalysatoren kann in weiten Grenzen variiert werden. Im allgemeinen beträgt der Wismutgehalt zwischenThe active ingredient concentration on the support of the catalysts to be treated according to the invention can vary within wide limits will. Generally the bismuth content is between

109836/1521109836/1521

& *f. rr.fr& * f. rr.fr

etwa 10 und etwa 30 Gewichtsprozent, der Holybdän-Gehalt zwischen etwa 6 und etwa 18 Gewichtsprozent und, der Phosphor-Gehalt zwischen etwa 0 und 1 Gewichtsprozent. Beispielsweise wird das erfindungsgeiaäße Verfahren hei einem Katalysator angewendet, der 24 -25 Gewichtsprozent ¥ismut, 13»5 - 14i5 Gewichtsprozent Molybdän und 0,2 - 0,4 Gewichtsprozent Phosphor enthält. Pur dieße Anteile sind dabei ohne -weiteres stärkere Schwan-Klingen,-" insbesondere bezüglich des Verhältnisses von JWisniut zu Molybdän, zulässig, was jedoch nicht möglich ist, wenn der Katalysator nicht dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen wird. In diesem Falle führen Abv/eichungen der genannten Katalysatorzusamrnensetzung zu Aktivitätssenkungen und damit zu Ausbeuteverminderungen.about 10 and about 30 percent by weight, the Holybden content between about 6 and about 18 weight percent and, the phosphorus content between about 0 and 1 percent by weight. For example, the method according to the invention is called a catalyst applied, the 24-25 weight percent ¥ ismut, 13 »5 - 14i5 Contains percent by weight molybdenum and 0.2-0.4 percent by weight phosphorus. Pure these proportions are definitely stronger Swan blades, - "especially with regard to the ratio of JWisniut to molybdenum, permissible, but this is not possible, if the catalyst does not comply with the process of the invention is subjected. In this case, adjustments of the Catalyst composition mentioned to reduce activity and thus to reductions in exploitation.

Der Temperaturbereich von 580 bis 75O°C ist zur Erzielung der erfindungngeniäßen Aktivierung am besten geeignet; besonders bevorzugt sind Temperaturen von 620° bis 67O0C. Bei Temperaturen oberhalb 75O0G, z.B. bei 800°C, läßt sich ebenfalls noch eine Aktivierung erreichen? jedoch ist dann eine sehr kurze Behwidlungszeit zu wählen, po daß die technische Durchführung erschwert ist.The temperature range from 580 to 750 ° C. is most suitable for achieving the activation according to the invention; particularly preferred are temperatures of 620 ° to 67o C. At temperatures above 75O 0 0 G, for example at 800 ° C, can also be achieved yet an activation? However, a very short treatment time must then be chosen, po that the technical implementation is more difficult.

Im allgemeinen beträgt die Behandlungszeit bei den erfindungsgemäßen Temperaturen 0,5 bis 20 Stunden, wobei innerhalb des genannten Temperaturbereichs von 580° bis 75O°C eine tiefere Temperatur eine längere Erhitzungszeit erfordert und bei höheren Temperaturen eine kürzere Behandlungszeit benötigt wird. Vorzugsweise erhitzt man den Katalysator 3-5 Stunden bei 620° bis 6700C.In general, the treatment time at the temperatures according to the invention is 0.5 to 20 hours, a lower temperature requiring a longer heating time within the stated temperature range of 580 ° to 750 ° C. and a shorter treatment time being required at higher temperatures. Preferably, the catalyst is heated for 3-5 hours at 620 ° to 670 0 C.

Als Träger für die zu behandelnden Katalysatoren dient im allgemeinen Siliziumdioxid. Die .Trägermenge beträgt gewöhnlich weniger als 85 Gewichtsprozent der Katalysatormasse.The carrier for the catalysts to be treated is used in general silica. The amount of carrier is usually less than 85 weight percent of the catalyst mass.

EC 47 - 3 -EC 47 - 3 -

109836/1521 BAD ORIGINAL 109836/1521 ORIGINAL BATHROOM

Dor Katalysator ka:in nach zahlreichen l.oLe.nnton Verfuhren hergestellt werden. Soll er in Fe3tl;ettrcaktior.(:n verwendet werden, dann lot es zweck^ü&ig,- die einzelnen Bestandteile geineincara aufzufüllen, die Kakalysatoruz-ifiGe tu mahlen und· zu Pillen oder Kugeln zu verformen. Γ;πη kann auch den vorgeformten Träger mit der würjfjriger. Losung der Wirkstoffe tränken. Wenn der Katalysator im Fließ- oder Wirbelbett verwendet werden eoll, dann ist die Herstellung durch Sprühtrocknung einer Löcung oder eines Gels der Wirkstoffe und des Trägers vorteilhaft. Aber" auch·Wirbelbettkatalysatoren können durch Tränken der Küpelchen mit der Wirkstofflösung hergestellt-v/erden. In allen Fällen werden die verformten und getrockneten Katalysatoren einer abschließenden Temperaturbehandlung unterzogen. Ein Verfahren, nach dem derartige Katalysatoren erhalten werden können, ist in der deutschen Patentschrift 1 127 351, insbesondere Beispiel 1, beschrieben.The catalyst ka: in after numerous l.oLe.nnton procedures getting produced. Should it be used in Fe3tl; ettrcaktior. (: N then it is useful - the individual components geineincara to fill up the Kakalysatoruz-ifiGe do grind and · shape into pills or balls. Γ; πη can also the preformed carrier with the more flavorful. Slogan of Soak active ingredients. If the catalyst is to be used in a fluidized or fluidized bed, then its manufacture by spray drying a solution or a gel of the active ingredients and the wearer advantageous. But "also · fluidized bed catalysts can be produced by soaking the pellets with the active ingredient solution. In all cases will be the molded and dried catalysts of a final Subjected to temperature treatment. A method by which such catalysts can be obtained is described in German Patent 1,127,351, in particular Example 1.

Eine Vorbehandlung des Katalysators vor der Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens ist nicht notwendig. Wird ein ungebrauchter Katalysator dem erfindungsgeaäßen Verfahren unterzogen,. so kann er in Anschluß an die in bekannter Weise für die Herstellung erforderliche Calcinierung der aktivierenden Erhitzung unterworfen werden oder direkt ohne vorherige Calcinierung bsi 580° bis 75O0C behandelt werden. Soll ein bereits benutzter Katalysator reaktiviert werden, so wird die erfindungsgemäße Erhitzung direkt vorgenommen.A pretreatment of the catalyst before carrying out the process according to the invention is not necessary. If an unused catalyst is subjected to the process according to the invention. so it can be treated 580 ° to 75O 0 C in connection with the required in a known manner for the production of the activating heating calcination are subjected bsi or directly without prior calcination. If a catalyst that has already been used is to be reactivated, the heating according to the invention is carried out directly.

Es muß als ausgesprochen überraschend bezeichnet werden,daßIt must be described as extremely surprising that

47 - 4 - 47 - 4 -

109836/1521109836/1521

SAO OFJOiNALSAO OFJOiNAL

durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Erhöhung der Katalysatorwirksamkeit erzielt "wird. Wenn nämlich ein WismutphOEphormolybdat-Katalysator mit etwa 24,5 Gewichtsprozent Wismut, 14 Gewichtsprozent Molybdän und 0,3 Gewichtsprozent Phosphor, wie er "beispielsweise zum Zweck« der Acrylnitrilsynthese nach Beispiel. 1 der deutschen Patentschrift 1 127 351 erhältlich ist, in diesem Verfahren längere Zeit benutzt wird, so findet mit der zur allmählichen Ausbeuteverminderung führenden Abnahme der katalytischem A-ktivitat mit zunehmender lauf zeit gleichzeitig eine Abnahme der spezifischen Oberfläche des Katalysators statt. In der folgenden Tabelle I ist dieser Vorgang veranschaulich ti ein Rückgang der Acrylnitrilausbeute nach 6 bzw. 12 Monaten Laufzeit ist begleitet von einem Absinken der spezifischen Oberfläche des Katalysators»an increase in the catalyst efficiency is achieved by the process according to the invention ". If, namely, a bismuth phosphomolybdate catalyst with about 24.5 percent by weight bismuth, 14 percent by weight molybdenum and 0.3 percent by weight phosphorus, as it is" for example for the purpose "of the acrylonitrile synthesis according to the example. 1 of German Patent 1,127,351 is available, is used in this process for a longer period of time, the decrease in the catalytic activity, which leads to a gradual decrease in yield, with increasing running time, simultaneously leads to a decrease in the specific surface area of the catalyst. This process is illustrated in Table I below . A decrease in the acrylonitrile yield after 6 or 12 months of running time is accompanied by a decrease in the specific surface area of the catalyst »

Tabelle ITable I.

Katalysatorcatalyst frischfresh 6464 ,5, 5 6 Monate
Laufzeit
6 months
running time
SS. 12' Monate
Laufzeit
12 months
running time
- 47- 47 ,6, 6
apezifisöhe Ober*
fläche /m /gy
apezifisöhe upper *
area / m / gy
58 -58 - 2525th 52 - 5352 - 53 ,3, 3 4646 6-246-24 ,2, 2
% Bi % Bi 24 -24 - - H- H 23,8 » 2423.8 »24 2323 ,2 - 14, 2 - 14 MoMon 13,513.5 6565 13,3 - 1413.3-14 1313th - 57- 57 icrylnitrilaus-
beute . fltj
icrylonitrile
prey . fltj
63 -63 - 59 - 6159-61 5555

Die erfindungsgemäße Behandlung des Katalysators bei Temperaturen zwischen 580° und 750 C. führt aber ebenfalls zu einer . Abnahme der spezifischen Katalysatoroberflache, so daß eine Schädigung der Katalysatoraktivität und ein Rückgang der Acrylnitrilausbeute zu'erwarten war. Daß die erfindungsgemäße Temperaturbehandlung jedoch eine Erhöhung "bz'w. Wiederher-The inventive treatment of the catalyst at temperatures between 580 ° and 750 C. but also leads to a. Decrease in the specific catalyst surface, so that a Damage to the catalyst activity and a decrease in the acrylonitrile yield were to be expected. That the inventive Temperature treatment, however, an increase "or.

1 0 9 i) 3 6 / 1 5 2 11 0 9 i) 3 6/1 5 2 1

3 te Llung der "rfirkaainkeit von i/iamncphoaphormolybdat-Katalysatoren aur j?olge hasen wurden, war keineswegs vorhersehbar. Dieses Ergebnis wai: auch Insofern nicht zu erwarten, als festgestellt wordΓ;ii iat, άα,ΐί der V/iamutphoaphonnolybdat-Katalysator bei Reaktionθtemperatüren oberhalb der für die Acrylni trilsynUieae erforderlichen Tempez'atur und unterhalb der untere?! ilrsn^o riea erfiiv'mg'igemäiien Tenperacurbereicha in seiner Aktivität stark geschädigt wird.The fact that I / amncphoaphormolybdate catalysts were only recently discovered was by no means foreseeable. This result was not to be expected, also inasmuch as it was ascertained that the V / iamutphoaphormolybdate catalyst was found Reaktionθtemperatüren is severely damaged above required for the Acrylni trilsynUieae Tempez'atur and below the lower ?! ilrsn ^ o r IEA erfiiv'mg'igemäiien Tenperacurbereicha in its activity.

Ea mußte dementsprechend erwartet- werden, daß ein Erhitzen bei -Temperaturen anernalb 580° bin utwa 75OUC, dae eine weUf;:.:· Abiiüliiae d--.r npezi.Z •..z-.-.hi-n KacalyBRCoroterfjache zur Foi^e Lit. ii-j ¥ir^jdmk:-::. . .-·.* ^atalyaaccii-J «ticer vfii.ii;.;im:-τη ^tirde. Γ·.ί.ί· au^;·:«..-. iei- er.findungsgiiaäßen Maßnahme er^fi-Uo ^[-g-lriii^ ο;.Γ;'λ4(■ ·- ·.:.-;. .?..^.Ι+ in h^.-j^;?. -^-roohenern W!..i0i'3,,:-i;^\ ,:■! ?l.>:.^i- r.ä.'.;a:-.A ί"-:.;. Ist bachtungei: a;d Ergebnissen.Ea had to be erwartet- accordingly, that a heating at 580 ° -temperatures anernalb am utva river 75O U C, dae a weUf;: · Abiiüliiae d - r npe zi.Z • ..Z -.- hi-... :: -: n KacalyBRCoroterfjache to Foi ^ e Lit. ii-j ¥ ^ ir JDMK. . .- ·. * ^ Atalyaaccii-J «ticer vfii.ii;.; Im: -τη ^ tirde. Γ · .ί.ί · au ^; ·: «..-. The measure according to the invention was found ^ fi-Uo ^ [- g-lriii ^ ο; .Γ ; 'λ4 ( ■ · - ·.: .- ;..? .. ^. Ι + in h ^ .- j ^;?. - ^ - roohenern W! .. i0i'3 ,,: - i; ^ \ ,: ■!? L.>:. ^ I- r.ä. '.; a: -. A ί "-:.;. Is bachteei: a; d results.

W ] 5 2 1W] 5 2 1

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Beispiel 1example 1 ff

Ein Wismutphosphormolybdat-Katalysator mit 24,5 Gewichtsprozent Wismut, 14 Gewichtsprozent Molybdän und 0,3 Gewichtsprozent Phosphor, erhalten nach Beispiel 1 der deutschen Patentschrift 1 127 351, wurde in einem großtechnischen Reaktor in üblicher Weise zur Synthese von Acrylnitril eingesetzt. Die Acrylnitrilausbeute betrug zu Versuchsbeginn 64 56.wobei der Katalysator eine spezifische Oberfläche von 58 m /g besaß (Tabelle II, Spalte a). Nach 18 Monaten Laufzeit betrug die Acrylnitrilausbeute 55$; die Katalysatoroberfläche war auf 44 m /g abgesunken (Tabelle II, Spalte b). Der Katalysator wurde nach dieser Laufzeit von 18 Monaten jeweils 5 Stunden auf 55O0C, 6000G, 6500C und 7000C erhitzt und die zur Beurteilung seiner Aktivität erforderlichen Werte für die spezifische Oberfläche und die Acrylnitrilausbeute (Spalten c - f der Tabelle II) nach folgender Methode bestimmt:A bismuth phosphorus molybdate catalyst with 24.5 percent by weight bismuth, 14 percent by weight molybdenum and 0.3 percent by weight phosphorus, obtained according to Example 1 of German Patent 1,127,351, was used in a large-scale reactor in the customary manner for the synthesis of acrylonitrile. The acrylonitrile yield at the start of the experiment was 64 56, the catalyst having a specific surface area of 58 m 2 / g (Table II, column a). After 18 months of running, the acrylonitrile yield was $ 55; the catalyst surface area had dropped to 44 m 2 / g (Table II, column b). The catalyst was heated under this term of 18 months in each case for 5 hours at 55O 0 C, 600 0 G, 650 0 C and 700 0 C, and the information needed to assess its activity values for the specific surface area and the acrylonitrile (column c - f Table II) determined by the following method:

Durch 720 g Katalysator (erhalten gemäß Beispiel 1 der deutschen Patentschrift 1 127 351) mit einer Korngröße von 10 - 100 £is wird in einem Fließbett-Reaktor von 50 mm Durchmesser ein Gemisch von 108 NL/h Luft,19g /h Propylen (93#ig), 7,4 g/h Ammoniak und 7,8 g/h Wasser geleitet. Die Reaktionstemperatur beträgt 46O0C, der Druck im Reaktorkopf ist 0,2 0,3 atü. Die Reaktionsgase werden durch eine kalte 0,1 η HCl geleitet, die Reaktionsprodukte werden dort absorbiert und gasChromatographiech analysiert. Die Werte für Oberfläche und Acrylnitrilausbeute des Katalysators der Zustände c, d, e und sind in der folgenden Tabelle II dargestellt:Using 720 g of catalyst (obtained according to Example 1 of German Patent 1,127,351) with a particle size of 10-100 μis, a mixture of 108 NL / h air and 19 g / h propylene (93% ) is produced in a fluidized bed reactor with a diameter of 50 mm #ig), 7.4 g / h ammonia and 7.8 g / h water. The reaction temperature is 46O 0 C, the pressure in the reactor head is 0.2 0.3 atm. The reaction gases are passed through a cold 0.1 η HCl, the reaction products are absorbed there and analyzed by gas chromatography. The values for surface area and acrylonitrile yield of the catalyst in states c, d, e and are shown in Table II below:

Tabelle IITable II

Zustand des
Katalysators
State of the
Catalyst
' a ' a bb CC. dd ee ff
Oberfläche m /g
Acrylnitril
ausbeute 56
Surface m / g
Acrylonitrile
yield 56
58
64
58
64
44
55
44
55
40
50
40
50
32
62
32
62
29
64
29
64
24
63
24
63

EC 47EC 47

1098 3 6/15211098 3 6/1521

Aus der !»belle II ist ersichtlich, daß die Temperaturbehandlung bei 55O0C eine weitere Verminderung der Acrylnitrilausbeute von 55 % (Katalysator nach 18 Monaten Laufzeit, Spalte b) auf 50 (Spalte c) zur Folge hat. Dagegen wird durch weiteres Erhitzen des Katalysators auf 500°, 650° und 7000C (Spalte d, e und f) die ursprüngliche Ausbeute an Acrylnitril (Spalte a) wieder erreicht, obwohl die spezifische Oberfläche gemäß den in den Spalten d, e und f angegebenen Werten im Vergleich zur ursprünglichen Katalysatoroberfläche (Spalte a) weiter abfällt.From! 'Beauty II is seen that the temperature treatment at 55O 0 C (b catalyst after 18 months duration, column) a further reduction of the acrylonitrile yield of 55% at 50 has i "(column c) result. In contrast, the catalyst at 500 °, 650 ° and 700 0 C by further heating (column d, e, and f) reaches the original yield of acrylonitrile (column a) again, although the specific surface area of the d in the columns in accordance with, e and f values in comparison to the original catalyst surface (column a) falls further.

Der Katalysator mit den in Spalte e der Tabelle II genannten Eigenschaften zeigt bei einer weiteren Laufzeit von 700 Stunden in der Acrylnitrilsynthese keinen Rückgang in seiner Aktivität.The catalyst with the properties specified in column e of Table II shows at a further running time of 700 Hours in the acrylonitrile synthesis no decrease in its activity.

Beispiel 2Example 2

Der in Beispiel 1 beschriebene Katalysator mit der spezifi-The catalyst described in Example 1 with the specific

sehen Oberfläche 58 m /g, der eine Acrylnitrilausbeute von 64 i> liefert (vgl. auch Spalte a der Tabelle II), wird in frischem Zustand , d.h. ohne ihn einer bereits Ausbeuterückgang und Oberflächenverminderung bedingenden Laufzeit zu unterwerfen, 5 Stunden lang auf 64O0C erhitzt und seine Aktivität wie im Beispiel 1 beschrieben bestimmt. Während die spezifische Oberfläche des Katalysators nach der Temperaturbehandlung 32 m /g beträgt, wird bei Einsatz des Temperaturbehandelten Katalysators in die Acrylnitrilsynthese eine Acrylnitrilausbeute von 67 % der Theorie erhalten.see surface 58 m / g, which gives an acrylonitrile yield of 64 i> (cf. also column a of Table II), is in the fresh state, that is, without subjecting it to a running time that already causes a decrease in yield and surface area, to 64O 0 for 5 hours C and its activity determined as described in Example 1. While the specific surface area of the catalyst after the temperature treatment is 32 m 2 / g, when the temperature-treated catalyst is used in the acrylonitrile synthesis, an acrylonitrile yield of 67 % of theory is obtained.

Beispiel 5Example 5

Der Katalysator mit den in Spalte a der Tabelle II des Beispiels 1 dargestellten Eigenschaften wird,wie in der folgenden Tabelle III aufgezeigt, auf 750°, 800° und 850°c erhitzt, in die Acrylnitrilsynthese eingesetzt und gemäßThe catalyst with the properties shown in column a of Table II of Example 1 is, as in the Table III shown below, at 750 °, 800 ° and 850 ° c heated, used in the acrylonitrile synthesis and according to

EC 47 -8- 109836/1521 EC 47-8-109836/1521

Beispiel 1 der Ausbeutebestimmung unterzogen:Example 1 subjected to the determination of the yield:

Tabelle IIITable III

Temperaturtemperature 75O0C75O 0 C 5 h5 h 800° C800 ° C 11 30 Min30 min 850° C850 ° C 30 Min30 min Zeit der BehandlungTime of treatment 30 Min30 min 58-60$$ 58-60 10 Min10 min 58. $$ 58 10 Min10 min 51 $$ 51 Acrylnitrilausbeute
nach 10 Stunden
Betrieb
Acrylonitrile yield
after 10 hours
operation
64 $$ 64 58-59$$ 58-59 62 $$ 62 56 $$ 56 57 $$ 57 50 $$ 50
Acrylnitrilausbeute
nach 100 Stunden
Betrieb
Acrylonitrile yield
after 100 hours
operation
64 $$ 64 60 $ ·60 $ 54 $$ 54

Beispiel 4Example 4

Nach dem in der deutschen Patentschrift 1 127 351 beschriebenen Verfahren werden Katalysatoren mit den in der Tabelle IV verzeichneten Wirkstoffkonzentrationen hergestellt und bei 500° und 650 C jeweils 5 Stunden behandelt und sodann, wie in Beispiel 1 beschrieben, zur Ermittlung der Acrylnitrilausbeute geprüft.According to the process described in German Patent 1,127,351, catalysts with those listed in Table IV are used Prepared drug concentrations and treated at 500 ° and 650 C each for 5 hours and then, as in Example 1 described, tested to determine the acrylonitrile yield.

EC 47EC 47

10 9 8 3 6/152 110 9 8 3 6/152 1

Tabelle IVTable IV

Temperatur
behandlung
temperature
treatment
5 Stunden bei 5000C5 hours at 500 ° C b
20,0
11,5
0,3
b
20.0
11.5
0.3
C
10,0
6,0
0,2
C.
10.0
6.0
0.2
d
20,0
14,0
0,3
d
20.0
14.0
0.3
e
30,0
14,0
0,3
e
30.0
14.0
0.3
5 Stunden bei 65O0C5 hours at 65O 0 C g
20,0
11,5
0,3
G
20.0
11.5
0.3
h
10,0
6yO
0,2
H
10.0
6yO
0.2
i
20,0
Λ4,0
0,3
i
20.0
Λ4.0
0.3
k
30,0
14,0
0,3
k
30.0
14.0
0.3
Gewichtspro
zent Wismut
Gewichtspro
zent Molybdän
Gewichtspro
zent Phosphoi
Weight pro
cent bismuth
Weight pro
cent molybdenum
Weight pro
cent Phosphoi
a
24,5
14,0
0,3
a
24.5
14.0
0.3
5858 4949 6060 5959 f
24,5
14,0
0,3
f
24.5
14.0
0.3
7 657 65 62-662-6 3 653 65 6565
Acrylnitril?
ausbeute (%)
Acrylonitrile?
yield (%)
6464 66-666-6

Die in Tabelle IV dargestellten Werte zeigen, daß nur bei der erfindungsgemäßen Temperaturbehandlung das Verhältnis in den Wirkstoffkonzentrationen, insbesondere das Verhältnis des Anteils von Wismut zu Molybdän,in breiten Grenzen variiert werden kann. Die Acrylnitrilausbeuten, die mit den erfindungsgemäßen Katalysatoren erhalten werden (Spalten g, h, i und k der Tabelle IV), sind nur unwesentlich erniedrigt gegenüber der in Spalte f der Tabelle IV verzeichne ten.· Ausbeute, während die Ausbeuten für Katalysatoren, die nicht nach dem Verfahren der Erfindung erhitzt worden sind (Acrylnitrilausbeuten der Spalten b, c, d und e der Tabelle IV) teilweise erheblich niedriger sind als die frei Standardzusammensetzung des Katalysators erhaltene Acrylnitrilausbeute der Spalte a der Tabelle IV. Zusätzlich ist aus Tabelle IV zu entnehmen, daß ein Katalysator der Standardzusammensetzung 24,5 Gewichtsprozent Wismut, 14,0 Gewichtsprozent Molybdän und 0,3 Gewichtsprozent Phosphor höhere Acrylnitrilausbeuten liefert (Spalte f gegenüber Spalte a der Tabelle IV), wenn er bereits bei der Herstellung auf eine Temperatur des erfindungsgemäßen Bereichs erhitzt wird.The values shown in Table IV show that the ratio is only in the case of the temperature treatment according to the invention in the drug concentrations, especially the ratio the proportion of bismuth to molybdenum can be varied within wide limits. The acrylonitrile yields obtained with the inventive Catalysts obtained (columns g, h, i and k of Table IV) are only slightly reduced compared to that listed in column f of Table IV. Yield, while the yields for catalysts that have not been heated by the process of the invention (acrylonitrile yields of columns b, c, d and e of Table IV) are in some cases considerably lower than the free standard composition The acrylonitrile yield obtained from the catalyst is shown in column a of Table IV. In addition, Table IV shows that a catalyst of the standard composition 24.5 percent by weight bismuth, 14.0 percent by weight molybdenum and 0.3 Weight percent phosphorus provides higher acrylonitrile yields (column f compared to column a of Table IV) when it is already is heated to a temperature of the range according to the invention during manufacture.

EC 47EC 47

109836/1521109836/1521

Beispiel 5Example 5

Nach dem in der deutschen Patentschrift 1 127 351»
Beispiel 1 , beschriebenen Verfahren werden lösungen von
Wismutnitrat, Ammonmolybdat und Phosphorsäure bereitet und
According to the German patent specification 1 127 351 »
Example 1, procedures described are solutions of
Bismuth nitrate, ammonium molybdate and phosphoric acid prepares and

dann auf Kieselgelgranulate mit einer^ Oberfläche von 160 m /g und eimer Korngröße von 10-J,2^^mü aufgebracht. Die Katalysatoren werden getrocknet, jeweils 5 Stunden, wie in Beispiel 4 beschrjL&beiif^bei 500° bzw. 65O0C behandelt und, wie inthen applied to silica gel granules with a ^ surface area of 160 m / g and a grain size of 10-J, 2 ^^ mu. The catalysts are dried, every 5 hours, treated as in Example 4 beschrjL & beiif ^ at 500 ° C or 65O 0 and, as shown in

rsfiel 1 beschrieben, im Hinblick auf die Acrylnitrilausbeute und die spezifische Oberfläche geprüft.Case 1 was described with regard to the acrylonitrile yield and the specific surface area checked.

Tabelle VTable V

Temperatur-
Behandlung
Temperature-
treatment
5 Stunden bei 5000C5 hours at 500 ° C 10,0
6,0
0,2
10.0
6.0
0.2
5 Stunden bei 6500C5 hours at 650 ° C 10,0
6,0
0,2
10.0
6.0
0.2
io Wismut
# Molybdän
Phosphor
io bismuth
# Molybdenum
i » Phosphorus
24,5
14,0
24.5
14.0
6969 24,5
14,0
0,3
24.5
14.0
0.3
3636
S pe ζ. Oberfläche
nach Temperatur
behandlung /~m /g_/
S pe ζ. surface
according to temperature
treatment / ~ m / g_ /
5555 4242 2828 6262
Acrylnitril-
ausbeute C^J
Acrylonitrile
yield C ^ J
4747 6464

Beispiel 6Example 6

Es werden die gleichen Katalysatoren, wie in Beispiel 5 beschrieben, hergestellt, jedoch ohne den Zusatz von Phosphor, Die mit diesen Katalysatortypen erhältlichen Acrylnitrilaus-The same catalysts as described in Example 5 are used, produced, but without the addition of phosphorus, the acrylonitrile compounds available with these types of catalysts

- 11 -- 11 -

109836/1521109836/1521

beuten sind den in der Tabelle V des Beispiels 5 dargestellten vergleichbar.They are those shown in Table V of Example 5 comparable.

EC 47 - 12 - EC 47 - 12 -

109836/1521109836/1521

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Erhöhung der Wirksamkeit von Wismut, Molybdän und gegebenenfalls Phosphor enthaltenden Trägerkatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Katalysatoren auf Temperaturen zwischen. 580 und 75O0C erhitzt.1. A method for increasing the effectiveness of bismuth, molybdenum and optionally phosphorus-containing supported catalysts, characterized in that the catalysts are heated to temperatures between. 580 and 750 0 C heated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Katalysatoren 0,5 - 20 Stunden erhitzt.2. The method according to claim 1, characterized in that the catalysts are heated for 0.5-20 hours. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Katalysatoren 3-5 Stunden bei 620° bis 6700C erhitzt.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that heating the catalysts 3-5 hours at 620 ° to 670 0 C. 4. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoren 10 - 30 Gewichtsprozent Wismut, 6-18 Gewichtsprozent Molybdän und gegebenenfalls bis 1 Gewichtsprozent Phosphor enthalten.4. The method according to claim 1-4, characterized in that the catalysts 10-30 weight percent bismuth, Contain 6-18 percent by weight of molybdenum and optionally up to 1 percent by weight of phosphorus. 5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoren 24 - 25 Gewichtsprozent Wismut, 13,5 14,5 Gewichtsprozent Molybdän und 0,2 - 0,4 Gewichtsprozent Phosphor enthalten.5. The method according to claim 1-4, characterized in that the catalysts 24-25 percent by weight bismuth, 13.5 14.5 Contains percent by weight molybdenum and 0.2-0.4 percent by weight phosphorus. 6. Verfahren nach Anspruch 1— 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoren durch Aufbringen von Wismut, Molybdän und gegebenenfalls Phosphor enthaltenden Lösungen auf Siliziumdioxid hergestellt werden und anschließend auf 580° bis 75O0C erhitzt werden.6. The process according to claim 1- 5 »characterized in that the catalysts are prepared by depositing bismuth, molybdenum and optionally phosphorus-containing solutions on silica and then heated to 580 ° to 75O 0 C. 7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Katalysatoren erhitzt werden, .deren Wirksamkeit durch ihren Gebrauch in Amoxidationsprozessen bereits nachgelassen hat.7. The method according to claim 1-6, characterized in that catalysts are heated, .The effectiveness of their Use in amoxidation processes has already subsided. 8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß man Katalysatoren erhitzt, die zur Umsetzung von Propylen8. The method according to claim 1-7, characterized in that one heated catalysts for the conversion of propylene EC 47 - 13 - 109836/1521 EC 47-13-109836/1521 mit Ammoniak und Sauerstoff zur Herstellung von Acrylnitril benutzt worden sind.have been used with ammonia and oxygen to make acrylonitrile. 14 -14 - 1 09836/152 11 09836/152 1
DE19702007795 1970-02-20 1970-02-20 Process for increasing the effectiveness of bismuth molybdate supported catalysts, which may contain phosphorus Expired DE2007795C3 (en)

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