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DE2019996C3 - Catalyst for the production of acrylonitrile - Google Patents

Catalyst for the production of acrylonitrile

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Publication number
DE2019996C3
DE2019996C3 DE19702019996 DE2019996A DE2019996C3 DE 2019996 C3 DE2019996 C3 DE 2019996C3 DE 19702019996 DE19702019996 DE 19702019996 DE 2019996 A DE2019996 A DE 2019996A DE 2019996 C3 DE2019996 C3 DE 2019996C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
weight
percent
acrylonitrile
molybdenum
Prior art date
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Expired
Application number
DE19702019996
Other languages
German (de)
Other versions
DE2019996B2 (en
DE2019996A1 (en
Inventor
Arnold Dr.; Beilstein Günter Dr.; Mayer Adolf Dr.; Paris Nikolaus; 4047 Dormagen Hausweiler
Original Assignee
Erdölchemie GmbH, 5000 Köln
Filing date
Publication date
Application filed by Erdölchemie GmbH, 5000 Köln filed Critical Erdölchemie GmbH, 5000 Köln
Priority to DE19702019996 priority Critical patent/DE2019996C3/en
Priority to US00116238A priority patent/US3712912A/en
Priority to AT323971A priority patent/AT313250B/en
Priority to NLAANVRAGE7105300,A priority patent/NL173365C/en
Priority to BE766195A priority patent/BE766195A/en
Priority to FR7114654A priority patent/FR2090673A5/fr
Priority to GB1127071*[A priority patent/GB1345587A/en
Publication of DE2019996A1 publication Critical patent/DE2019996A1/en
Publication of DE2019996B2 publication Critical patent/DE2019996B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2019996C3 publication Critical patent/DE2019996C3/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

gekennzeichnet, daß die Temperaturbe- 15 reichen bekannten Verfahren hergestellt werden. Süll hdl bi 580 bi 00 bki d d dcharacterized in that the temperature ranges are produced by known methods. Coaming hdl bi 580 bi 00 bki d d d

handlung bei 580 bis 800JC erfolgt, bis eine spezifische Oberfläche zwischen 5 und 30 m2/g erreicht ist.Treatment at 580 to 800 J C takes place until a specific surface area between 5 and 30 m 2 / g is reached.

2. Verfahren zur Flerstellung eines Katalysators nach Anspruch J, weicher 6 bis 26 Gewichtsprozent Wismut, 2 bis 20 Gewichtsprozent Molybdän, 0,5 bis 10 Gewichtsprozent Eisen und 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Phosphor auf Siliciumdioxid als Trägermaterial enthält, wobei die Menge des2. A method for producing a catalyst according to claim J, softer 6 to 26 percent by weight Bismuth, 2 to 20 percent by weight molybdenum, 0.5 to 10 percent by weight iron and 0.1 to Contains 1.0 percent by weight of phosphorus on silicon dioxide as a support material, the amount of

er in einer Festbettreaktion verwendet werden, dann ist es zweckmäßig, die einzelnen Bestandteile gemeinsam auszufällen, die Katalysatormasse zu mahlen und zu Pillen oder Kugeln zu verformen. Man kann auch den vorgeformten Träger mit der wäßrigen Lösung der Wirkstoffe tränken. Wenn der Katalysator im Fließoder Wirbelbett verwendet werden soll, dann ist die Herstellung durch Sprühtrocknung einer Lösung oder eines Gels der Wirkstoffe und des Trägers vorteilhaft.then he can be used in a fixed bed reaction it is advisable to precipitate the individual components together, to grind the catalyst mass and deform into pills or balls. You can also use the preformed support with the aqueous solution of the Soak active ingredients. If the catalyst is to be used in a fluidized or fluidized bed, then that is Production by spray drying a solution or a gel of the active ingredients and the carrier is advantageous.

Trägermaterials 50 bis 87 Gewichtsprozent des 25 Aber auch Wirbelbettkatalysatoren können durch gesamten Katalysators beträgt, durch gemein- Tränken der Kügelchen mit der Wirkstoff lösung hersames Ausfällen der einzelnen Bestandteile oder gestellt werden. In allen Fällen werden die verformten durch Tränken des vorgeformten Trägers mit der
wäßrigen Lösung der Wirkstoffe, Trocknen und
Support material 50 to 87 percent by weight of the 25 But fluidized bed catalysts can also be made through the entire catalyst, by jointly soaking the beads with the active ingredient solution, precipitating the individual components or being made. In all cases, the deformed ones are made by impregnating the preformed support with the
aqueous solution of the active ingredients, drying and

und getrockneten Katalysatoren zur Erzielung der erfindungsgemäßen Oberfläche einer abschließenden anschließende Temperaturbehandlung, dadurch ge- 30 Temperaturbehandlung unterzogen,
kennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung bei Als Träger für die katalytisch wirksamen Stoffe ver-
and dried catalysts to achieve the surface according to the invention a final subsequent temperature treatment, thereby subjected to temperature treatment,
indicates that the temperature treatment is used as a carrier for the catalytically active substances

580 bis 8000C erfolgt, bis eine spezifische Ober- wendet man vorzugsweise Siliciumdioxid, es kann fläche zwischen 5 und 30 m2/g erreicht ist. jedoch auch Siliciumcarbid verwendet werden.Occurs 580-800 0 C until a specific upper Turning preferably silicon dioxide, it may area 5-30 m 2 / g is reached. however, silicon carbide can also be used.

3. Verwendung des Katalysators nach Anspruch 1 Beispielsweise kann man ein im Sprühtrockner herzu r Herstellung von Acrylnitril durch Umsetzung 35 gestelltes Kicselgel mit einer spezifischen Oberfläche von Propylen mit Ammoniak und molekularem von z. B. 350 m2/g mit einer Lösung der Metallsalze3. Use of the catalyst according to claim 1, for example, you can use a spray dryer herzu r production of acrylonitrile by reaction 35 provided Kicselgel with a specific surface area of propylene with ammonia and molecular of z. B. 350 m 2 / g with a solution of the metal salts

Sauerstoff bzw. Luft.Oxygen or air.

tränken und anschließend trocknen und kalzinieren. Es können aber auch die Lösungen der Metallsalze mit 30- bis 40%igem Silikasol gemischt werden. Anschließend wird dieses Sol im Sprühtrockner granuliert und dann kalziniert. Das Tränken von vorgeformten Kieselgelpartikeln mit den Lösungen der Metallsalze kann gegenüber der Sprühgranulation des Silikasol-Metallsalzgemisches vorteilhaft sein, weil dabei nursoak, then dry and calcine. But it can also be the solutions of the metal salts mixed with 30-40% silica sol. This sol is then granulated in a spray dryer and then calcined. Soaking preformed silica gel particles with solutions of metal salts can be advantageous compared to the spray granulation of the silica sol-metal salt mixture, because it only does

benötigt werdenare needed

und kein Wirkstoff von Kieselgel eingekapselt und somit für die katalytische Reaktion unzugänglich wird.and no active ingredient encapsulated by silica gel and thus inaccessible to the catalytic reaction will.

Der Gehalt der katalytisch wirkenden Metalle undThe content of the catalytically active metals and

Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur Herstellung von Acrylnitril aus Propylen, Ammoniak undThe invention relates to a catalyst for production of acrylonitrile from propylene, ammonia and

Sauerstoff bzw. Luft, sowie ein Verfahren zur Her- 45 geringe Wirkstoffkonzentrationen
stellung des Katalysators.
Oxygen or air, as well as a method for producing low concentrations of active ingredients
position of the catalyst.

Es ist bereits bekannt, Propylen mit Ammoniak und Sauerstoff bzw. Luft in Gegenwart von Wismut,It is already known to combine propylene with ammonia and oxygen or air in the presence of bismuth,

Molybdän und Phosphor (vgl. deutsche Patentschrift _ Molybdenum and phosphorus (see German patent specification _

11 27 351) oder von Eisen, Wismut, Molybdän und 50 gegebenenfalls des Phosphors im Trägerkatalysator Phosphor (vgl. deutsche Patentschrift 12 43 175) ent- kann innerhalb der angeführten Grenzen schwanken, haltenden Trägerkatalysatoren zu Acrylnitril umzu- Der Gesamtgchalt der Wirkstoffe kann von 13—50 Gesetzen, wichtsprozent des gesamten Katalysators betragen.11 27 351) or of iron, bismuth, molybdenum and optionally phosphorus in the supported catalyst Phosphorus (cf. German patent specification 12 43 175) can fluctuate within the stated limits, The total content of the active ingredients can be from 13-50 laws, be weight percent of the total catalyst.

Die nach dem Verfahren der deutschen Patent- Für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt geschriften IL 27 351 und 12 43 175 Verwendung finden- 55 eignete Wirkstoffgehalte im Katalysator sind in der den Katalysatoren haben jedoch den Nachteil, daß folgenden Tabelle angeführt,
zur Erzielung der angegebenen Umsätze und Ausbeuten die Anwesenheit von Wasserdampf als Ver- Tabelle I
dünnungsmittel im Ausgangsgas benötigt wird und
Ausbeute und Belastbarkeit für die wirtschaftliche 60
Durchführung des großtechnischen Verfahrens nicht
zufriedenstellend ist.
The active substance contents in the catalyst which are suitable for the process according to the invention and which are preferably used for the process according to the invention are IL 27 351 and 12 43 175, but in the catalysts they have the disadvantage that the following table is given,
in order to achieve the stated conversions and yields, the presence of steam as a table I
thinning agent is required in the starting gas and
Yield and resilience for the economical 60
Implementation of the large-scale process not
is satisfactory.

Die weiterhin aus DT-OS 18 11 063 bekannten Katalysatoren sind für Jen Einsatz in großtechnischen Verfahren ungeeignet, da sie in ihren mechanischen Eigenschaften (Abriebfestigkeit) den Anforderungen in den modernen Verfahren nicht genügen.The catalysts known from DT-OS 18 11 063 are for Jen use in large-scale Process unsuitable because their mechanical properties (abrasion resistance) meet the requirements not sufficient in modern processes.

Es wurde nun ein verbesserter Katalysator gefunden,An improved catalyst has now been found

WirkstoffActive ingredient BiBi 77th FcFc I>I> MoMon GewichtsprozentWeight percent 1414th 77th 2323 22 0,30.3 1616 1414th 44th 0,50.5 1313th 11 0,50.5 1818th 77th 0,50.5

O 19 996O 19 996

Um eine spezifische Oberfläche des Katalysators von 5—30, vorzugsweise 8—20 m-/g, zu erzielen, werden die Katalysatoren 0,5—20, vorzugsweise 3—5 Stunden, bei Temperaturen von etwa 580 bis etwa 800 C, vorzugsweise 650—750 C, erhitzt.In order to achieve a specific surface area of the catalyst of 5-30, preferably 8-20 m- / g, the catalysts are 0.5-20, preferably 3-5 hours, at temperatures from about 580 to about 800 ° C, preferably 650-750 ° C.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können in besonders vorteilhafter Weise zur Herstellung von Acrylnitril durch Umsetzung von Propylen mit Ammoniak und molekularem Sauerstoff bzw. Luft Verwendung linden.The catalysts of the invention can be used in a particularly advantageous manner for the preparation of Acrylonitrile by reacting propylene with ammonia and molecular oxygen or air linden.

Ein besonderer Vorteil bei der Anwendung der eriindungsgcmäßen Katalysatoren liegt darin, daß das Verfahren in Abwesenheit von Wasserdampf als Verdünnungsmittel im Ausgangsgemisch und unter Einhaltung eines Sauerstoffgehaltes im Reaktionsgas von weniger als 1 Vol.-",,, vorzugsweise 0,1—0,4 VcI.-",,, durchgeführt werden kann und bisher bei Verwendung von Molybdän, Wismut, Eisen und Phosphor enthaltenden Katalysatoren nicht erreichte Acrylnitrilausbeuten von bis zu 74%, bezogen auf eingesetztes Propylen, erzielt werden.A particular advantage of using the catalysts according to the invention is that the Process in the absence of steam as a diluent in the starting mixture and in compliance an oxygen content in the reaction gas of less than 1 vol .- ",,, preferably 0.1-0.4 VcI .-" ,,, can be carried out and so far using molybdenum, bismuth, iron and phosphorus containing Catalysts not achieved acrylonitrile yields of up to 74%, based on the amount used Propylene.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren kann im Fließ- oder Festbett durchgeführt werden. Im allgemeinen wird die Durchführung der Reaktion in einem Fließbett bevorzugt.,Dabei wird der Katalysator in einer Korngröße von etwa 10 bis etwa 120 μ verwendet. Bei dem Verfahren werden Propylen, Ammoniak und Sauerstoff bzw. Luft mit dem Trägerkatalysator in an sich bekannter Weise bei Temperaturen zwischen 400 und 5001C, vorzugsweise 440 und 490C, und bei Drücken von 1—3 ata in Berührung gebracht, wobei jedoch den Ausgangsgasen in Abweichung von der üblichen Verfahrensdurchführung kein Wasserdampf oder ein anderes Verdünnungsmittel außer Stickstoff, für den Fall der Verwendung von Luft als Sauerstoff enthaltendes Gas, zugesetzt wird. Besonders bevorzugt sind Reaktionstemperaturen von 450—4700C und Drücke zwischen 1,5 und 2,5 ata. Die Verweilzeiten betragen 5—15, vorzugsweise 8—12, Sekunden. Der Sauerstoffgehalt des Reaktionsgases wird ständig mit Hilfe eines geeigneten Analysengerätes kontrolliert und bei einer Konzentration von maximal 1 Vol.-%, bevorzugt 0,1—0,4 Vol.-%, gehalten durch entsprechende Regulierung der Menge an Einsatzsauerstoff bzw. Einsatzluft. The catalysts according to the invention can be used in a fluidized bed or a fixed bed. In general, it is preferred to carry out the reaction in a fluidized bed. The catalyst is used in a particle size of about 10 to about 120 μ. In the process, be brought ammonia and oxygen or air with the catalyst carrier in a conventional manner at temperatures between 400 and 500 1 C, preferably 440 and 490C, and at pressures of 1-3 ata contacting propylene, however, the starting gases In deviation from the usual procedure, no steam or any other diluent other than nitrogen is added in the event that air is used as the oxygen-containing gas. Particularly preferred reaction temperatures of 450-470 0 C and pressures between 1.5 and 2.5 are ata. The residence times are 5-15, preferably 8-12, seconds. The oxygen content of the reaction gas is constantly checked with the aid of a suitable analyzer and kept at a concentration of a maximum of 1% by volume, preferably 0.1-0.4% by volume, by regulating the amount of oxygen or air used.

Im allgemeinen ist im Ausgangsgasgemisch ein Molverhältnis von Luft zu Propylen zu Ammoniak wie 9,5—10:1:1—1,1 geeignet, um die erfindungsgeinäße Konzentration an Sauerstoff im Reaktionsgas zu erzielen. Die Acrylnitrilausbeute beträgt bis zu 74%, bezogen auf eingesetztes Propylen. Aufgrund dieser bisher mit Molybdän, Wismut, Eisen und Phosphor enthaltenden Katalysator nicht erreichten Ausbeute an Acrylnitril sind die erfindungsgemäßen Katalysatoren von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung, insbesondere für die großtechnische Durchführung der Acrylnitrilsynthese. Neben den erhöhten Acrylnitrilausbeuten liegt ein weiterer Vorteil darin, daß bei der Reaktion der Bedarf an Saueistoff bzw. Luft geringer ist und der Reaktor stärker belastet werden kann.In general, a molar ratio of air to propylene to ammonia in the starting gas mixture is such as 9.5-10: 1: 1-1.1 suitable for the purposes of the invention To achieve concentration of oxygen in the reaction gas. The acrylonitrile yield is up to 74%, based on the propylene used. Because of this so far with molybdenum, bismuth, iron and Phosphorus-containing catalyst yields of acrylonitrile not achieved are those according to the invention Catalysts of considerable economic importance, especially for large-scale implementation the acrylonitrile synthesis. In addition to the increased acrylonitrile yield, another advantage is that that in the reaction the need for oxygen or Air is less and the reactor can be more heavily loaded.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Katalysatoren lassen sich wie folgt zusammenfassen:The advantages of the catalysts according to the invention can be summarized as follows:

a) Aus den Vergleichsversuchen ist ersichtlich, daß durch die Anwendung der eriindungsgemäßcn Katalysatoren Auobeutesteigerungenerrreicht werden, die einen wesentlichen technischen Fortschritt darstellen.a) From the comparative experiments it can be seen that by applying the eriindungsgemcn Catalytic converters are achieved, which represent a significant technical advance.

b) Die erfindungsgemäßen Katalysatoren sind gemäßigt, d. h., sie wirken selektiv. Eine unwirtschaftliche Zumischung von Wasserdampf, wie sie in den Beispielen der DT-PS 12 43 175 beschrieben ist, ist nicht erforderlich bzw. schädlich.b) The catalysts of the invention are moderate; i.e., they are selective. An uneconomical one Admixture of steam, as described in the examples of DT-PS 12 43 175 is not necessary or harmful.

c) Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können bei längeren Verweilzeiten betrieben werden.c) The catalysts of the invention can be operated with longer residence times.

ίο Damit entfällt bei Anwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren im Gegensatz zum aus der DT-PS 1243175 bekannten Verfahren die Notwendigkeit, den Katalysator nahe dem Austragungspunkt des Gasgemisches aus dem Reaktor zu betreiben. Man kann die Katalysatoren in ihren physikalischen Eigenschaften, z. B. in der Kornverteilung, in breiten Grenzen verlieren, was deren Einsatz in vorhandenen Großreaktoren erleichtert, b2w. zum Teil überhaupt erst ermöglicht. ίο This is not applicable when using the invention In contrast to the process known from DT-PS 1243175, the need for catalysts operate the catalyst near the point at which the gas mixture is discharged from the reactor. You can use the catalysts in their physical properties, e.g. B. in the grain distribution, lose within wide limits, which facilitates their use in existing large reactors, b2w. partly made possible in the first place.

Beispiel la)Example la)

280 g Fe(NO:i)3' 9 H2O werden in einer Salpetersäuren Lösung, bestehend aus 330 g Bi(NOj)3 · 5 H2O, 120 ml H2O und 84 g HNO, (65%ig) gelöst. Bei 25 = C werden unter Kühlen 50 ml H2O2 (30gewichtsprozentig) eingerührt. 340 g (NH4)e" MO7O24 · 4 H2O und 18,(S g NH4HPO4 werden ebenfalls unter Kühlung in 250 ml H2O2 (30gewichtsprozentig) gelöst. Anschließend wird die molybdänhaltige Lösung in die Eisen und Wismut enthaltende Lösung bei 25°C unter Kühlen eingerührt. Die klare rotbraune Lösung wird nun mit 500 g eines SiO2-Trägers der Korngröße 0,01 bis 0,1 mm gemischt und der entstehende Brei bei 12O0C getrocknet und anschließend 6 Stunden bei 7000C kalziniert. Anschließend hat der Katalysator eine spezifische Oberfläche von 10—15 m-/g; er enthält 49—50 Gewichtsprozent Wirkstoffe in Form der Oxyde. Das Schüttgewicht beträgt 0,6 g/ml.280 g Fe (NO : i ) 3 '9 H 2 O are dissolved in a nitric acid solution, consisting of 330 g Bi (NOj) 3 · 5 H 2 O, 120 ml H 2 O and 84 g HNO, (65%) solved. At 25 ° C., 50 ml of H 2 O 2 (30 percent by weight) are stirred in with cooling. 340 g (NH 4) e "MO 7 O 24 · 4 H 2 O and 18 (S g NH 4 HPO 4 are also under cooling dissolved in 250 ml H 2 O 2 (30gewichtsprozentig). Then, the molybdenum-containing solution is in the iron and bismuth-containing solution at 25 ° C stirred with cooling. the clear red-brown solution is then charged with 500 g of SiO 2 carrier of mixed grain size 0.01 to 0.1 mm, and the resulting slurry at 12O 0 C dried and then 6 Hours at 700 ° C. The catalyst then has a specific surface area of 10-15 m / g; it contains 49-50 percent by weight of active ingredients in the form of oxides. The bulk density is 0.6 g / ml.

Beispiel 1 b)Example 1 b)

720 ml dieses Katalysators werden in einen Fließbettreaktor mit einem Durchmesser von 40 mm gebracht. Bei 456—4600C leitet man ein Gemisch aus Luft, Propylen und Ammoniak im Molverhältnis Luft zu Propylen zu Ammoniak wie 9,5—10:1:1—1,1 ein und hält einen Reaktorkopfdruck von 0,4 atü konstant. Die Reaktionsgase werden durch eine kalte 0,1-HCI geleitet, wobei sämtliche Reaktionsprodukte absorbiert werden und in dieser Lösung gaschromatographisch bestimmt werden können. Der Sauerstoffgehalt der Reaktionsgase soll 0,1—0,3 Vol.-% betragen und wird ständig gascbromatographisch kontrolliert. Abweichungen vom gewünschten Sauerstoffwert korrigiert man durch Veränderung der Einsatzmenge. In Abhängigkeit von der Belastung werden folgende Ergebnisse erzielt:720 ml of this catalyst are placed in a fluidized bed reactor with a diameter of 40 mm. 1: at 456-460 0 C by passing a mixture of air, propylene and ammonia in a molar ratio of air to propylene to ammonia as 9.5-10 1-1.1 and holds a reactor head pressure of 0.4 atmospheres gauge constant. The reaction gases are passed through a cold 0.1 HCl, whereby all reaction products are absorbed and can be determined in this solution by gas chromatography. The oxygen content of the reaction gases should be 0.1-0.3% by volume and is constantly checked by gas chromatography. Deviations from the desired oxygen value are corrected by changing the amount used. Depending on the load, the following results are achieved:

Katalysator-Catalyst- Kohlenstoffcarbon AcrylnitrilAcrylonitrile 60 volumen60 volumes im Einsatzin action ausbeuteyield (ml)(ml) gasgas (%, bezogen(%, based (g/Stunde)(g / hour) auf eingeon turned setztesput it Propylen)Propylene) 65 720 6 5 720 1515th 7272 720720 2020th 7373 720720 2525th 7070

Beispiel 2Example 2

Entsprechend Beispiel 1 werden Katalysatoren mit verschiedenen Gehalten an Wismut, Molybdän. Eisen und Phosphor hergestellt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, geprüft. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:According to Example 1, catalysts with different contents of bismuth and molybdenum are used. iron and phosphorus and, as described in Example 1, tested. The results are as follows receive:

Katalysatorzusammensetzung
(Gew.-"ο)
Catalyst composition
(Wt .- "ο)

Kohlenstoff imCarbon in

EinsutzgasFeed gas

(g/Stunde)(g / hour)

Acrylnitril-Acrylonitrile

ausbeuteyield

(%, bezogen auf(%, based on

eingesetztesinserted

Propylen)Propylene)

7°,', Molybdän
7% Wismut
2% Eisen
0,3 % Phosphor
7 °, ', molybdenum
7% bismuth
2% iron
0.3% phosphorus

13% Molybdän
23 % Wismut
13% molybdenum
23% bismuth

2% Eisen2% iron

0,5% Phosphor0.5% phosphorus

16°;, Molybdän
14% Wismut
4% Eisen
16 °;, molybdenum
14% bismuth
4% iron

Beispiel 3Example 3

68,768.7

6969

schließend 4 Stunden bei 700' C kalziniert. Das Schüttgewicht des so erhaltenen Katalysators beträgt 0,91 g/ml, die Oberfläche 14 m2/g. Die Prüfung des Katalysators in der Acrylnitrilsynthese erfolgte gemaß Beispiel 1 b) und lieferte eine Ausbeute von 70,7 % Acrylnitril.finally calcined for 4 hours at 700.degree. The bulk density of the catalyst obtained in this way is 0.91 g / ml, the surface area 14 m 2 / g. The testing of the catalyst in the acrylonitrile synthesis was carried out according to Example 1 b) and gave a yield of 70.7% acrylonitrile.

Vergleichsversuche:Comparative tests:

In der nachfolgenden Tabelle wurden folgende ίο Katalysatoren verglichen:In the following table the following ίο catalysts were compared:

a) Katalysator hergestellt nach DT-OS 20 19 996 mit einer spezifischen Oberfläche von 6—8 ni2/ga) Catalyst prepared according to DT-OS 20 19 996 with a specific surface area of 6-8 ni 2 / g

b) Katalysator nach Beispiel 1 der DT-PS 12 43 175b) Catalyst according to Example 1 of DT-PS 12 43 175

c) Katalysator nach Beispiel 1 der DT-OS 18 11 063c) Catalyst according to Example 1 of DT-OS 18 11 063

Die Katalysatoren wurden nach Beispiel 1 b) der DT-OS 20 19 996 geprüft, wobei das Einsatzgas folgende Zusammensetzung hatte:The catalysts were tested according to Example 1 b) of DT-OS 20 19 996, the feed gas being as follows Composition had:

1000 g eines etwa 14 000 Betriebsstunden in einer Acrylnitril-Anlage benutzten Katalysators mit einem Gehalt von 22,5 Gewichtsprozent Wismut, 13,5 Gewichtsprozent Molybdän und 0,3 Gewichtsprozent Phosphor auf SiO2 als Träger, der bei einer spezifischen Oberfläche von 41 m2/g einer Acrylnitrilausbeute von 57% lieferte, werden mit einer Lösung von 72,3 g Fe(NO3), · 9 H2O, 20 g HNO1, (65 %ig) und 15 ml H2O2 (30gevvichtsprozentig) in 400 ml Wasser getränkt, bei 1200C getrocknet und 4 Stunden bei 7000C erhitzt. Die Oberfläche beträgt sodann 8 bis 12m2/g bei einem Schüttgewicht von 0,96—1,0 g/ml. Der so erhaltene Katalysator wird gemäß Beispiel 1 b) zur Umsetzung von Luft, Propylen und Ammoniak zu Acrylnitril eingesetzt, wobei die Belastung 20 g Kohlenstoff pro Stunde pro 720 ml Katalysator, die Temperatur 460°C, der Reaktorkopfdruck 0,4 atü und das Molverhältnis von Luft zu Propylen zu Ammoniak 9,5:1:1,1 betrug. Die Acrylnitrilausbeute ist 69,1 %.1000 g of a catalyst used for about 14,000 operating hours in an acrylonitrile plant with a content of 22.5 percent by weight bismuth, 13.5 percent by weight molybdenum and 0.3 percent by weight phosphorus on SiO 2 as a carrier, which has a specific surface area of 41 m 2 / g of an acrylonitrile yield of 57% is obtained with a solution of 72.3 g of Fe (NO 3 ), 9 H 2 O, 20 g of HNO 1 , (65%) and 15 ml of H 2 O 2 (30% by weight) soaked in 400 ml of water, dried at 120 ° C. and heated at 700 ° C. for 4 hours. The surface is then 8 to 12 m 2 / g with a bulk density of 0.96-1.0 g / ml. The catalyst obtained in this way is used according to Example 1 b) for converting air, propylene and ammonia to acrylonitrile, the loading of 20 g of carbon per hour per 720 ml of catalyst, the temperature 460 ° C., the reactor head pressure 0.4 atm and the molar ratio from air to propylene to ammonia was 9.5: 1: 1.1. The yield of acrylonitrile is 69.1%.

Beispiel 4Example 4

Eine wie in Beispiel la) beschriebene Wirkstofflösung wird mit so viel 40gevvichtsprozentipem Siliciumdioxid-Sol gemischt, daß der Anteil an Metall- und Phosphoroxiden im fertigen, kalzinierten Katalysator 45 Gewichtsprozent der Gesamtmasse beträgt. Dieses Gemisch wird im Sprühtrockner granuliert und an-An active ingredient solution as described in example la) is made with as much 40 weight percent silicon dioxide sol mixed that the proportion of metal and phosphorus oxides in the finished, calcined catalyst 45 percent by weight of the total mass. This mixture is granulated in the spray dryer and

CH. CH. (( ErfindungsgemäßerAccording to the invention >pez> pez 12,512.5 NH ·NH ff Katalysatorcatalyst Dber-Over- 12,512.5 Luft air rr Ohne WasserdampfWithout water vapor lächcsmile c 120,0120.0 Zusatz von 50 N ltr/hAddition of 50 N ltr / h Tl2/gTl 2 / g Ausbeute anYield to WasserdampfSteam AcrylnitrilAcrylonitrile Katalysator gemäß DT-PSCatalyst according to DT-PS bei einer C-Be-with a C-loading 12 43 175, Beispiel 112 43 175, example 1 lastung vonburden of Ohne WasserdampfWithout water vapor 20 g/720 ml20 g / 720 ml Zusatz von 50 N ltr/hAddition of 50 N ltr / h 6—86-8 KontaktContact a)a) WasserdampfSteam Katalysator gemäß DT-OSCatalyst according to DT-OS 72,3%72.3% 18 11 063, Beispiel I1)18 11 063, example I 1 ) Ohne WasserdampfWithout water vapor 68,2 %68.2% Zusatz von 50 N ltr/hAddition of 50 N ltr / h 46,846.8 b)b) WasserdampfSteam Modifiziert1)2)Modified 1 ) 2 ) 50,1 %,50.1%, Ohne WasserdampfWithout water vapor Zusatz von 50 N ltr/hAddition of 50 N ltr / h 55,3 %55.3% WasserdampfSteam 1,11.1 c)c) 38,2%,38.2%, 1,31.3 40,1 %40.1% c)c) 60 8 "-'60 8 "- ' 55 9°/55 9 ° / J-M7 J -M 7 / θ

') Für einen Dauerversuch war der Katalysator ungeeignet wegen des mechanischen Zerfalls der Katalysatorkörner. :) Katalysator wurde auf folgende Korngröße zerkleinert:The catalyst was unsuitable for a long-term test because of the mechanical disintegration of the catalyst grains. :) Catalyst was crushed to the following grain size:

5% 88—105 μ
70% 44— 88 μ
25% ---44IX.
5% 88-105 µ
70% 44-88 µ
25% --- 44IX.

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Katalysator bestehend aus 6 bis 26 Gewichtsprozent Wismut, 2 bis 20 Gewichtsprozent Molybdän, 0,5 bis 10 Gewichtsprozent Eisen und 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Phosphor auf Siliciumdioxid als Trägermaterial, wobei die Menge des Trägermaterials 50 bis 87 Gewichtsprozent des gesamten1. Catalyst consisting of 6 to 26 percent by weight bismuth, 2 to 20 percent by weight molybdenum, 0.5 to 10 weight percent iron and 0.1 to 1.0 weight percent phosphorus on silica as a carrier material, the amount of the carrier material being 50 to 87 percent by weight of the total bestehend aus 6 bis 26 Gewichtsprozent Wismut, 2 bis 20 Gewichtsprozent Molybdän, 0,5 bis 10 Gewichtsprozent Eisen und 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Phosphor auf Siliciumdioxid als Trägermaterial, wobei die Menge des Trägermaterials 50 bis 87 Gewichtsprozent des gesamten Katalysators beträgt, hergestellt durch gemeinsames Ausfällen der einzelnen Bestandteile oder durch Tränken des vorgeformten Trägers mit der wäßrigen Lösung der Wirkstoffe, Trocknen undconsisting of 6 to 26 percent by weight bismuth, 2 to 20 weight percent molybdenum, 0.5 to 10 weight percent iron and 0.1 to 1.0 weight percent phosphorus on silicon dioxide as the carrier material, the amount of the carrier material being 50 to 87 percent by weight of the entire catalyst, produced by the common precipitation of the individual components or by soaking the preformed carrier with the aqueous solution of the active ingredients, drying and Katalysators beträgt, hergestellt durch "gemein- io anschließende Temperaturbehandlung, dadurch geCatalyst is produced by "jointly subsequent temperature treatment, thereby ge sames Ausfällen der einzelnen Bestandteile oder durch Tränken des vorgeformten Trägers mit der wäßrigen Lösung der Wirkstoffe, Trocknen und anschließende Temperaturbehandlung, dadurch kihsame precipitation of the individual components or by impregnating the preformed carrier with the aqueous solution of the active ingredients, drying and subsequent temperature treatment, thereby kih kennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung bei 580 bis 800C erfolgt, bis eine spezifische Oberfläche zwischen 5 und 30 m-/g erreicht ist.indicates that the temperature treatment at 580 takes place up to 800C, until a specific surface between 5 and 30 m- / g is reached. Der erfindungsgemäße Katalysator kann nach zahl-The catalyst according to the invention can after number pg,pg,
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