DE2720652A1 - Verfahren zur herstellung von maleinsaeureanhydrid unter verwendung verbesserter katalysatoren - Google Patents
Verfahren zur herstellung von maleinsaeureanhydrid unter verwendung verbesserter katalysatorenInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid unter Verwendung verbesserter Katalysatoren
Es ist eine große Anzahl von Katalysatoren bekannt, die bei der Oxydation von Benzol zu Maleinsäureanhydrid in einem
Festbettreaktor eingesetzt werden können. Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung
von Maleinsäureanhydrid unter Verwendung von Katalysatoren, die nicht in Bezug auf die katalytisch wirksamen
Bestandteile, sondern auf die Anordnung derselben im Katalysatorprodukt und die hierdurch erzielte Effektivität
insbesondere in Bezug auf die Temperaturkontrolle des Verfahrens und die Selektivität der Katalysatoren verbessert
sind.
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Wegen der exothermen Natur der Oxydation von Benzol zu Maleinsäureanhydrid stößt man bei der großtechnischen
Durchführung des Verfahrens auf sehr beträchtliche Probleme in Verbindung mit der Wärmeentwicklung. Die vorliegende
Erfindung betrifft eine Lösung dieses Problems auf eine wirtschaftlich annehmbarere Weise.
Die vorliegende Erfindung betrifft nicht die Natur des katalytischen
Wirkstoffes noch die Natur des eigentlichen Trägermaterials, sondern stellt vielmehr eine spezielle Kombination
dieser beiden Aspekte des Katalysators derart dar, daß ein Katalysator erhalten wird, der besonders geeignet für die
Oxydation von Benzol zu Maleinsäureanhydrid ist.
Die Schwierigkeiten bei exothermen Reaktionen, die in einem Festbett durchgeführt werden, sind dem Fachmann bekannt.
Das grundlegende Problem besteht darin, daß die entstandene Wärmeenergie nicht mit üblichen Wärmeübertragungsmitteln
abgeführt werden kann. Daher kann die Temperatur der Reaktion nicht kontrolliert werden. Auch entstehen bei der Reaktion
sogenannte "heiße Stellen", an denen die Reaktion nicht in der gewünschten Weise abläuft. Ziel der vorliegenden Erfindung
ist es, diese Probleme durch Verwendung eines besonders gestalteten Katalysators zu überwinden, der in üblicher
Weise hergestellt werden kann.
Es wurde bei dem Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid
durch Umsetzung von Benzol mit Luft und gegebenenfalls Wasserdampf in Anwesenheit eines für Umsetzungen in
einem Festbettreaktor geeigneten Oxydationskatalysators die Verbesserung gefunden, die darin besteht, ein Katalysatorprodukt
einzusetzen, das aus (1) einem im wesentlichen inerten Trägermaterial mit einer Teilchengröße von mindestens etwa
Mikron im Durchmesser und (2) einer Beschichtung im wesentlichen aus (i) einem katalytisch wirksamen Oxid oder
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(Ii) einem katalytisch wirksamen Oxid und einem oxydischen
Trägermaterial auf der äußeren Oberfläche des inerten Trägers besteht, wobei die äußere Beschichtung auf der äußeren Oberfläche
des inerten Trägermaterials stark anhaftet.
Die hoch exotherme Reaktion bei der Oxydation von Benzol zu Maleinsäureanhydrid wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
leichter kontrolliert. Die erfindungsgemäß verwendete besondere Katalysatorzubereitung wird in üblicher Weise hergestellt
und ermöglicht es, die stark exotherme Reaktion in einem Pestbettreaktor mit größerer Leichtigkeit und Genauigkeit zu
kontrollieren und zu führen.
Der Kern der vorliegenden Erfindung ist in dem speziell zubereiteten
Katalysator zu sehen. Die Bestandteile des Katalysators sind nicht neu und können aus den verschiedensten
Materialien ausgewählt werden, wie sie dem Fachmann auf dem hier zur Erörterung stehenden speziellen Gebiet bekannt sind.
Das erfindungsgemäße Katalysatorprodukt besteht aus zwei getrennten Teilen, nämlich einem im wesentlichen inerten Trägermaterial
und einer katalytisch wirksamen äußeren Schicht.
Das im wesentlichen inerte Trägermaterial kann aus einer großen Anzahl von dem Fachmann bekannten Trägermaterialien ausgewählt
werden. Die Einzelteilchen des Trägermaterials sind massiv und müssen einen Durchmesser von mindestens etwa 20 Mikron
aufweisen. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Trägermaterialteilchen
etwa 0,06 bis 1,8 cm. Es gibt jedoch keine obere Grenze für die Teilchengröße für das Trägermaterial.
Das erfindungsgemäße Trägermaterial muß mindestens teilweise porös sein. Dies bedeutet, daß die TrägermaterialteiIchen so aufgebaut
sind, daß Flüssigkeit eindringen kann. Das bevorzugte Trägermaterial muß befähigt sein, mindestens etwa 1 Gew.#
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Wasser auf der Grundlage des Gewichts des Trägermaterials
aufzunehmen.
In einem Reaktor für Reaktionen der vorliegenden Art ist einer der wichtigen Variablen der Druckabfall. Die vorliegende Erfindung
kann dazu verwendet werden, den Druckabfall bei Verwendung von kugelförmigen Katalysatorteilchen auf ein Minimum
herabzudrücken. Diese in etwa kugelförmigen Katalysatorteilchen können dadurch hergestellt werden, daß ein im wesentlichen
kugelförmiges Trägermaterial eingesetzt wird und das katalytisch wirksame Material gleichmäßig auf der äußeren
Oberfläche dieses Trägermaterials verteilt wird.
Das inerte Trägermaterial kann Jedes beliebige geeignete Material sein, das bei der Oxydationsreaktion selbst nicht
aktiv ist. Beispiele für geeignete und im wesentlichen inerte Trägermaterialien sind Alundum, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid,
Aluminiumoxid-Siliciumdioxid, Siliciumcarbid, Titanoxid und Zirkonoxid. Unter diesen Trägermaterialien sind besonders
bevorzugt Alundum, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Aluminiumoxid-Siliciumdioxid.
Der zweite Bestandteil der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Katalysatorprodukte sind die katalytisch aktiven
Materialien. Von dem Begriff "katalytisch aktive Bestandteile"
wird der eigentliche katalytisch wirksame Bestandteil verstanden, der gegebenenfalls noch ein Trägermaterial wie Siliciumdioxid
gleichmäßig mit den aktiven Bestandteilen vermischt enthalten kann.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann praktisch jedes katalytisch wirksame Material verwendet werden, wie
es für die Umsetzung von Benzol zu Maleinsäureanhydrid bekannt ist. Obwohl die Klasse der einsetzbaren Katalysatoren
im wesentlichen unbeschränkt ist, hat die praktische Erfah-
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rung gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auf den Einsatz von Katalysatoren angewandt werden kann, die
katalytisch wirksame Metalloxide oder Vorläufer hiervon enthalten, die in katalytisch wirksame Metalloxide umgewandelt
werden.
Die erfindungsgemäß verwendeten bevorzugten Katalysatoren enthalten im katalytisch wirksamen Bestandteil Oxide von
Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, V, Cr, Mo, W, Mn, Fc, Co,
Ni, Cu, Zn, In, Te, Sn, Sb, Bi, Ag, U, As und/oder gegebenenfalls
Oxide des Phosphors. Unter diesen Katalysatoren sind solche bevorzugt, die mindestens die Oxide von Molybdän und
Vanadium enthalten. Weiter bevorzugt sind solche Katalysatoren, die als aktive Bestandteile des Katalysators mindestens
die Oxide von Phosphor, Zinn, Vanadium und Molybdän enthalten.
Die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatorprodukte können das Trägermaterial und das katalytisch aktive Material in
beliebigen Mengenverhältnissen zueinander enthalten. Die Grenzen für diese Mengenverhältnisse sind im wesentlichen
nur durch die Verträglichkeit und Verarbeitbarkeit miteinander gegeben. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäß
eingesetzten Katalysatorprodukte etwa 10 bis etwa 100 Gew.%
katalytisch wirksames Material auf der Grundlage des Gewichts des Trägermaterials.
Ein besonderer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Katalysator auch zwei oder mehrere spezielle Katalysatoren
aufgeschichtet enthalten kann. Unter Anwendung der Jeweiligen Reaktionsbedingungen und ausgewählter Katalysatoren
können zwei Reaktionen gleichzeitig oder aufeinanderfolgend in einem einzigen Reaktor durchgeführt werden, wodurch die
Wirtschaftlichkeit des Reaktors erhöht wird.
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Nachdem vorstehend die besonderen Bestandteile der erfindungsgemäß
eingesetzten Katalysatorprodukte beschrieben worden sind, werden nachfolgend Angaben über die Herstellung dieser
Katalysatorprodukte gemacht. Die Herstellung dieser Katalysatorprodukte
kann nach verschiedenen Verfahren erreicht werden. Die grundlegende Maßnahme bei der Herstellung dieser Katalysatoren
besteht darin, daß das Trägermaterial teilweise mit einer Flüssigkeit befeuchtet wird. Das Trägermaterial kann
nicht auf der äußeren Oberfläche der gesamten Masse befeuchtet werden. Es muß auf Berührung trocken sein. Ist das Trägermaterial
feucht, aglomerieren die aktiven katalytischen Produkte zu getrennten Aggregaten, wenn versucht wird, das Trägermaterial
zu beschichten. Die teilweise feuchten Träger werden sodann mit einem Pulver des katalytisch aktiven Bestandteils
in Berührung gebracht und das Gemisch wird vorsichtig gerührt, bis der Katalysator gebildet ist.
Das vorsichtige Rühren wird üblicherweise dadurch bewerkstelligt,
daß das teilweise befeuchtete Trägermaterial in eine rotierende Trommel gegeben wird und die aktiven Katalysatorprodukte
zugegeben werden, bis kein Material mehr vom Trägerstoff aufgenommen wird. Dies ist eine besonders wirtschaftliche
Verfahrensweise.
Die zur Anfeuchtung des Trägermaterials eingesetzte Flüssigkeit kann sowohl eine anorganische oder organische Flüssigkeit
sein, was im wesentlichen von der Natur des eingesetzten katalytisch aktiven Materials abhängt. Die Flüssigkeit und
das katalytisch aktive Material müssen in relativ hohem Grad Anziehungskraft und Benetzbarkeit haben. Wird z.B. ein hydrophiles
katalytisch aktives Material eingesetzt, kann Wasser zur Befeuchtung des Trägermaterials verwendet werden. Wird
auf der anderen Seite ein hydrophobes katalytisch aktives Material eingesetzt, kann ein organisches Lösungsmittel wie
Petroläther verwendet werden. Wasser ist die bevorzugte
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Flüssigkeit zur Anfeuchtung des Trägermaterials.
Im einzelnen wird der erfindungsgemäße Katalysator dadurch hergestellt,
daß man (1) ein im wesentlichen inertes Trägermaterial mit einer Teilchengröße von mindestens etwa 20 Mikron Durch»
messer mit einem Überschuß einer Flüssigkeit in einer solchen Weise in Berührung bringt, daß die Flüssigkeit von dem Trägermaterial
unter Bildung eines feuchten Trägermaterials absorbiert wird, (2) das feuchte Trägermaterial unter Bildung eines teilweise
feuchten Trägermaterials trocknet, wobei dieses teilweise feuchte Trägermaterial ein solches ist, das auf seiner äußeren
Oberfläche keine Flüssigkeit erscheinen läßt, jedoch mindestens etwas Flüssigkeit im Trägermaterial absorbiert aufweist, (3)
das teilweise feuchte Trägermaterial mit einem Pulver in Berührung bringt, das im wesentlichen entweder aus (a) einem
katalytisch aktiven Material mit einer Teilchengröße von weniger als etwa 500 Mikron oder (b) einem katalytisch aktiven oxydischen
Material mit einer Teilchengröße von weniger als 500 Mikron und einem oxydischen Trägermaterial besteht, und daß
man das Gemisch aus dem teilweise feuchten Trägermaterial und dem katalytisch aktiven Material mit geringer Rührbewegung
derart rührt, daß ein inertes Trägermaterial mit einer stark anhaftenden Schicht aus (i) katalytisch aktivem oxydischem
Material oder (ii) einem katalytisch aktiven oxydischen Material und einem oxydischen Trägermaterial sich bildet.
Des weiteren kann das erfindungsgemäß verwendete Katalysatorprodukt
auch dadurch hergestellt werden, daß ein im wesentlichen inertes Trägermaterial mit mindestens 20 Mikron Teilchendurchmesser
mit einer abgemessenen Menge Flüssigkeit unter Bildung eines teilweise feuchten Trägermaterials in Berührung
gebracht wird, wobei unter einem teilweise feuchten Trägermaterial ein solches verstanden wird, bei dem man auf der
äußeren Oberfläche keine Flüssigkeit sieht, das jedoch
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mindestens etwas Flüssigkeit auf dem Trägermaterial absorbiert aufweist, (1) dieses teilweise feuchte Trägermaterial
mit einem Pulver in Berührung bringt, das aus (a) einem katalytisch aktiven oxydischen Material oder (b) einem katalytisch
aktiven oxydischen Material und einem oxydischen Trägermaterial mit einer Teilchengröße von weniger als etwa
500 Mikron besteht und (2) das Gemisch aus dem teilweise feuchten Trägermaterial und (a) dem katalytisch aktiven oxydischen
Material oder (b) dem Gemisch aus dem katalytisch aktiven oxydischen Material und einem oxydischen Trägermaterial
mit geringer Mischbewegung rührt und hierdurch ein inertes Trägermaterial bildet, dessen Teilchen auf ihrer
Oberfläche eine stark anhaftende Schicht aus dem Pulvermaterial aufweist.
Nach Durchführung der vorstehend beschriebenen Stufen zur Herstellung des Katalysators kann dieser weiter getrocknet
und aktiviert werden und so der gewünschte Katalysator hergestellt werden. Diese weiteren Stufen sind dem Fachmann
bekannt und werden in praktisch unveränderter Form im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewandt.
Erfindungsgemäß wird ein Katalysatorprodukt eingesetzt, das das katalytisch aktive Material und das inerte Trägermaterial
in einer Weise kombiniert enthält, daß ein besonders wirkungsvolles Katalysatorprodukt für die bei der Oxydation von
Benzol zu Maleinsäureanhydrid auftretende stark exotherme Reaktion geschaffen wird.
Die erfindungsgemäß hergestellten Katalysatorprodukte bestehen aus einem inerten Trägermaterial und einer stark anhaftenden
Schicht aus den katalytisch aktiven Bestandteilen auf der äußeren Oberfläche des Trägermaterials. Die katalytisch
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aktiven Bestandteile werden auf der Oberfläche des Trägermaterials
gehalten und es tritt im wesentlichen kein Eindringen und Imprägnieren des Inneren des Trägermaterials durch katalytisch
aktive Bestandteile ein. Damit unterscheiden sich die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren deutlich von den
durch solche Katalysatorherstellungsverfahren"erhaltenen Produkte,
bei denen ein inerter Träger mit einem aktiven Katalysator dadurch imprägniert wird, daß das Trägermaterial mit
einer Lösung oder Aufschlämmung der aktiven Bestandteile in Berührung gebracht wird.
Die erfindungsgemäß beschichteten Katalysatoren werden bei der Oxydation von Benzol zu Maleinsäureanhydrid verwendet. Diese
Oxydation ist "eine bekannte Reaktion und die Reaktionsbedingungen, Zusammensetzung der Ausgangsgase und Aufbau des
Reaktorsystems sind im Vergleich zum Stand der Technik praktisch unverändert. Allgemein gesagt kann das Verhältnis
zwischen molekularem Sauerstoff und Benzol so niedrig wie etwa 4 Mole pro Mol Benzol betragen, wobei es keine theoretische Obergrenze gibt. Im allgemeinen wird der molekulare
Sauerstoff in Form von Luft zugegeben und beträgt das Luft:Benzol-Verhältnis gewöhnlich etwa 40:1 bis 130:1 oder
mehr.
Herstellung von Maleinsäureanhydrid unter Verwendung eines erfindungsgemäß beschichteten Katalysatorproduktes im Vergleich
zu einem Katalysatorprodukt des Standes der Technik.
Katalytisch aktives Material der Formel 3O?6 ν2Μο0χ.Μο°0 Q2+ 70^
Alundum wurde dadurch hergestellt, daß 33,20 g Vanadiumpentoxid und 26,27 g Molybdäntrioxid in etwa 500 ecm destilliertes
Wasser aufgeschlämmt wurden. Zu dieser gerührten Auf-
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echlämmung wurden 17,51 g Molybdän-Pulver zugegeben. Die
Aufschlämmung wurde unter Rühren erhitzt und 2 Stunden am Rückfluß zum Sieden erhitzt. Während dieser Zeit verfärbte
sich die Farbe in tiefblau-schwarz. Der Katalysator wurde zu einer Faste eingedampft und in einem Ofen über Nacht bei
einer Temperatur von 11O0C getrocknet und 2 Stunden bei
4270C in einem Muffelofen aktiviert.
Im Beispiel 1 wurde das erhaltene schwarze Pulver auf einen Träger aus Alundum (Teilchengröße 10 bis 30 US-Standard-Maschen
= 3 bis 10 DIN-Maschen je cm) in der folgenden Weise aufgetragen: 30 g Norton SA 5223-Alundum wurde mit 2,4 g
destilliertes Wasser dadurch angefeuchtet, daß es in einem Glasgefäß hiermit gerollt wurde. Das erhaltene Material war
freifließend und außen trocken. Zu diesem Material wurde in einem rotierenden Gefäß 12,86 g des getrockneten schwarzen
Pulvers in mehreren Anteilen zugegeben. Das Pulver wurde gleichmäßig auf die Oberfläche der Alundum-Teilchen aufgeschichtet.
Im Vergleichsbeispiel A wurde das gleiche katalytisch aktive Material auf den Norton SA 5223-Alundum-Teilchen durch Imprägnierung
bis zu einem Gehalt an katalytisch aktivem Material in Höhe von 30# durch Verdampfung einer Aufschlämmung
des katalytisch aktiven Materials in Anwesenheit des Alundum aufgetragen. Das imprägnierte Katalysatorprodukt
und das erfindungsgemäß beschichtete Katalysatorprodukt wurden in Parallelansätzen bei der Bildung von Maleinsäureanhydrid
aus Benzol in einem 40 ccm-Pestbettreaktor unter Verwendung von kugelförmigen Katalysatorteilchen mit der halbkommerziellen
Teilchengröße von 0,32 cm getestet. Der Reaktor hatte einen äußeren Durchmesser von 1,91 cm und eine Wanddicke
von 0,25 cm. Benzol wurde dem Reaktor unter Verwendung einer Milton Roy-Minipumpe (16/160 ml-Modell) in einem Verhältnis
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von Benzol:Luft =1:60 bei einer Kontaktzeit von etwa
1 Sekunde zugeführt.
Die Wärmeabgabe wurde für jeden Ansatz durch Feststellung der Badtemperatur und der Temperatur im Zentrum des
Reaktors mittels eines Wärmeelementes bestimmt.
Die Resultate sind mit folgenden Definitionen wiedergegeben:
Ausbeute bei einmaligem Durchgang = Mole gebildetes Maleinsäureanhydrid χ
Mole zugeführtes Benzol
Gesamtumwandlung = Mole umgesetztes Benzol χ 100
Mole zugeführtes Benzol
Selektivität = Ausbeute bei einmaligem Durchgang χ
Gesamtumwand lung
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I wiedergegeben.
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Herstellung von Maleinsäureanhydrid unter Verwendung eines beschichteten Katalysators der
Zusammensetzung 30# VpMoO .Mo0Q Q2 + 70$ Alundum im Vergleich zu einem Katalysator des
Standes der Technik
Zusammensetzung 30# VpMoO .Mo0Q Q2 + 70$ Alundum im Vergleich zu einem Katalysator des
Standes der Technik
| Beispiel | Form des Katalysators |
Temp. ( | 'C) | Wärmeab gabe |
'Ergebnisse (%) | Selektivität | |
| Vergl.A | imprägniert | Reaktor außen (Bad) |
Reaktor innen |
24 | Ausbeute bei 1-mal. Dur chgang |
38,2 | |
| -J O |
1 | beschichtet | 425 | 449 | 12 | 23,0 | 48,4 |
| co X· |
425 | 437 | 31,2 | ||||
| so | |||||||
| Ό850 | |||||||
Aue den vorstehenden Ergebnissen der Parallelversuche ist
ersichtlich, daß der beschichtete Katalysator eine beträchtlich geringere Wärmeabgabe, bessere Selektivität und höhere Umwandlung
pro Durchgang in Maleinsäureanhydrid bringt.
Einfluß der Katalysatorbeschichtung und v*n zugeführtem
Wasserdampf
Ein Teil des gemäß Beispiel 1 hergestellten Katalysators wurde
yon "flfiS^rd^fflT^τ
in Abwesenheit/in einem zu ecm Festbettreaktor aus V2A-Rohr mit einem äußeren Durchmesser von 1,27 cm umgesetzt. Benzol wurde unter Verwendung einer Sage-Rohrpumpe (Modell 375A) und Verdampfung in geheizten Abteilen (etwa 200 C) durch Leitung durch Kapillarröhren mit einem Innendurchmesser von 0,05 cm bei einem Benzol:Luft-Verhältnis von 1:60 und bei einer Kontaktzeit von etwa 1 Sekunde umgesetzt.
in Abwesenheit/in einem zu ecm Festbettreaktor aus V2A-Rohr mit einem äußeren Durchmesser von 1,27 cm umgesetzt. Benzol wurde unter Verwendung einer Sage-Rohrpumpe (Modell 375A) und Verdampfung in geheizten Abteilen (etwa 200 C) durch Leitung durch Kapillarröhren mit einem Innendurchmesser von 0,05 cm bei einem Benzol:Luft-Verhältnis von 1:60 und bei einer Kontaktzeit von etwa 1 Sekunde umgesetzt.
Danach wurde die Umsetzung mit dem gemäß Beispiel 1 hergestellten Katalysator in Anwesenheit von Dampf im Verhältnis
Benzol:Luft:Wasser von 1:60:40 und einer Kontaktzeit von
0,6 Sekunden wiederholt. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle II wiedergegeben.
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| Einfluß | Tabelle | Temp. (0C) | innen Wärmeab gabe |
Zusammensetzung des Ausgangsgemisches |
Ergebnisse (#) | Selektivität | » ,9 |
|
| > II | außen Reaktor | 9 | Benzol Luft H2O | Ausbeute bei 1-mal. Dur chgang |
39 | ,0 | ||
| Beispiel | der Katalyeatorbeschichtung und von zugefügtem Wasserdampf | 487 | 11 | 1 60 O | 35,6 | 47 | ||
| 2 | 487 | 1 60 40 | 41,0 | |||||
| 3 | Reaktor (Bad) |
|||||||
| -J O |
478 | |||||||
| co | 476 | |||||||
| 00 | ||||||||
| O OO |
||||||||
In der gleichen Weise wie in den vorstehenden Beispielen beschrieben
wurden auch andere Verhältnisse der Ausgangsprodukte angewandt. So wurde Benzol, Luft und Wasserdampf im
Verhältnis von 1:14:55 über einen Katalysator bei Temperaturen im Bereich von 385 bis 45O0C oder im Verhältnis von 1:10:90
bei Temperaturen im Bereich von 470 bis 5100C unter Bildung
hoher Ausbeuten an Maleinsäureanhydrid umgesetzt.
Anstelle des beschriebenen speziellen Katalysators wurden auch andere Katalysatoren wie 30$ VpMoSn0 ι°χ·Μο°ο 02+^^
Alundum oder 1OjG (10ν2Μο0χ.Μο°0 O2+9OTiO25 + 90# Alundum
eingesetzt.
Die Reaktionstemperaturen können in weiten Grenzen schwanken.
Im allgemeinen liegen sie jedoch im Bereich von etwa 200 bis etwa 6000C, wobei Temperaturen im Bereich von etwa 300 bis
etwa 50O0C bevorzugt sind. Die Reaktion kann bei atmosphärischem,
überatmosphärischem oder unteratmosphärischem Druck durchgeführt werden. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren sind am besten bei
Anordnung des Katalysators im Pestbett geeignet. Werden jedoch feinteilige Trägermaterialien eingesetzt, kann die Umsetzung
auch in einem Fließbettreaktor durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren bringen besonders günstige Ausbeuten an Maleinsäureanhydrid und wertvollen Nebenprodukten.
Bisher verursachte die Wärmeabgabe im Reaktor einen Verlust der Temperaturkontrolle. Mit den erfindungsgemäß verwendeten
Katalysatoren ist es jedoch möglich, eine gleichmäßige Temperatur ohne Verwendung spezieller Verdünnungsmittel oder
Verringerung der Mengen der dem Reaktor zugeführten Ausgangsprodukte leicht zu erreichen.
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Claims (10)
1.; Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch Umsetzung von Benzol mit Luft und gegebenenfalls Wasserdampf
in Anwesenheit eines für Umsetzungen in einem Festbettreaktor geeigneten Oxydationskatalysators, dadurch
gekennze i chnet, daß ein Katalysatorprodukt verwendet wird, das aus (1) einem im wesentlichen inerten
Trägermaterial mit einer Teilchengröße von mindestens etwa 20 Mikron im Durchmesser und (2) einer Beschichtung
im wesentlichen aus (i) einem katalytisch wirksamen Oxid oder (ü) einem katalytisch aktiven Oxid und einem oxydischen
Trägermaterial auf der äußeren Oberfläche des inerten Trägers besteht, wobei die äußere Beschichtung auf der äußeren
Oberfläche des inerten Trägermaterials stark anhaftet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung etwa 10 bis etwa 100$ des Gewichts des
inerten Trägermaterials ausmacht.
3· Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das inerte Trägermaterial aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Siliciumdioxid (Aluminiumsiliciumoxid),
Siliciumcarbid, Titanoxid und/oder Zirkonoxid besteht.
4» Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das katalytisch wirksame Oxid ein Metalloxid ist.
5· Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das katalytisch wirksame Oxid ein Oxid eines Alkalimetalls, V, Cr, Mo, W, Mn, Pe, Co, Ni, Cu, Zn, In, Th, Sn,
Sb, Bi, Ag und/oder As und/oder gegebenenfalls des Phosphors ist.
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ORIGINAL INSPECTED
6. Verfahren gemäß Ansprüchen Ί bis 5» dadurch gekennzeichnet,
daß das katalytisch wirksame Oxid mindestens die Oxide
des T und Mo enthält.
des T und Mo enthält.
7· Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das katalytisch wirksame Oxid mindestens die Oxide
von Mo,' V, Sn und P enthält.
von Mo,' V, Sn und P enthält.
8. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reaktion in Anwesenheit von Wasserdampf durchgeführt wird.
9» Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das inerte Trägermaterial im wesentlichen kugelförmig
ist.
ist.
10. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet,
daß das inerte Trägermaterial mindestens teilweise porös
ist.
ist.
Π r- *>
O
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|---|---|---|---|
| US05/687,827 US4097501A (en) | 1976-05-19 | 1976-05-19 | Use of coated catalysts in the preparation of maleic anhydride |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|---|---|
| DE19772720652 Withdrawn DE2720652A1 (de) | 1976-05-19 | 1977-05-07 | Verfahren zur herstellung von maleinsaeureanhydrid unter verwendung verbesserter katalysatoren |
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