DE1542023C3 - Vanadium and (clay-containing supported catalyst - Google Patents
Vanadium and (clay-containing supported catalystInfo
- Publication number
- DE1542023C3 DE1542023C3 DE19661542023 DE1542023A DE1542023C3 DE 1542023 C3 DE1542023 C3 DE 1542023C3 DE 19661542023 DE19661542023 DE 19661542023 DE 1542023 A DE1542023 A DE 1542023A DE 1542023 C3 DE1542023 C3 DE 1542023C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- vanadium
- weight
- percent
- carrier
- catalyst
- 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.)
- Expired
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 28
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium(0) Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 title 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 title 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 17
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N Vanadium(V) oxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- -1 Vanadium- and titanium Chemical compound 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 11
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Chemical compound C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N o-xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 9
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N HF Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N Maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L Molybdic acid Chemical compound O[Mo](O)(=O)=O VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N al2o3 Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- SJDXYUDKQYOEES-UHFFFAOYSA-L oxalate;oxovanadium(2+) Chemical compound [V+2]=O.[O-]C(=O)C([O-])=O SJDXYUDKQYOEES-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229960000583 Acetic Acid Drugs 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N Benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K Iron(III) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N Phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 1-Methylnaphthalene Chemical class C1=CC=C2C(C)=CC=CC2=C1 QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N Aluminium silicate Chemical compound O=[Al]O[Si](=O)O[Al]=O PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N Ammonium fluoride Chemical compound [NH4+].[F-] LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N 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
- SOIFLUNRINLCBN-UHFFFAOYSA-N Ammonium thiocyanate Chemical compound [NH4+].[S-]C#N SOIFLUNRINLCBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- LRCIYVMVWAMTKX-UHFFFAOYSA-L Chromium(II) acetate Chemical compound [Cr+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O LRCIYVMVWAMTKX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002456 HOTAIR Polymers 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N Silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKHIFSZMMVMEQY-UHFFFAOYSA-N Talc Chemical compound [Mg+2].[O-][Si]([O-])=O FKHIFSZMMVMEQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N Thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N Tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J Titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L Tungstic acid Chemical compound O[W](O)(=O)=O CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JBIQAPKSNFTACH-UHFFFAOYSA-K Vanadium oxytrichloride Chemical compound Cl[V](Cl)(Cl)=O JBIQAPKSNFTACH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N Zinc silicate Chemical compound [Zn+2].[O-][Si]([O-])=O XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPESBQCJGHJMTK-UHFFFAOYSA-I [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[V+5] Chemical class [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[V+5] RPESBQCJGHJMTK-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- ROVVSUBNMSELBP-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[O-2].[O-2].[Ti+4] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[O-2].[O-2].[Ti+4] ROVVSUBNMSELBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 1
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 1
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- MFFLHUNPSHBKRG-UHFFFAOYSA-P diazanium;dioxido(dioxo)chromium Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Cr]([O-])(=O)=O MFFLHUNPSHBKRG-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- IZYSFFFJIOTJEV-UHFFFAOYSA-P diazanium;dioxido(dioxo)tungsten Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][W]([O-])(=O)=O IZYSFFFJIOTJEV-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- YIXQSYHBXUBLPM-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)silane;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O YIXQSYHBXUBLPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N ethanolamine Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N fumaric acid Chemical compound OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PVFSDGKDKFSOTB-UHFFFAOYSA-K iron(3+);triacetate Chemical compound [Fe+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O PVFSDGKDKFSOTB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002752 molybdenum compounds Chemical class 0.000 description 1
- GICWIDZXWJGTCI-UHFFFAOYSA-I molybdenum pentachloride Chemical compound Cl[Mo](Cl)(Cl)(Cl)Cl GICWIDZXWJGTCI-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 150000005209 naphthoic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920000406 phosphotungstic acid polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B titanium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Ti+4].[Ti+4].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- KNXVOGGZOFOROK-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;dioxido(oxo)silane;hydroxy-oxido-oxosilane Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O[Si]([O-])=O.O[Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O KNXVOGGZOFOROK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 description 1
Description
Gegenstand des Hauptpatents ist ein vanadium- und titanhaltiger Trägerkatalysator, erhalten durch Aufbringen eines Gemisches aus feinverteiltem Titandioxid und der Lösung einer Vanadinverbindung auf einen inerten, nicht porösen Träger in der Weise, daß der Träger nach Trocknung in einer Schichtdicke von 0,02 bis 2 mm mit der aktiven Masse beschichtet ist, die 1 bis 15 Gewichtsprozent Vanadinpentoxid und 85 bis 99 Gewichtsprozent Titandioxid enthält, und der fertige Trägerkatalysator einen Gehalt an Vanadinpentoxid von 0,05 bis 3 Gewichtsprozent aufweist. The main patent relates to a supported catalyst containing vanadium and titanium, obtained by Applying a mixture of finely divided titanium dioxide and the solution of a vanadium compound an inert, non-porous support in such a way that the support after drying in a layer thickness of 0.02 to 2 mm is coated with the active material, which is 1 to 15 percent by weight of vanadium pentoxide and Contains 85 to 99 percent by weight of titanium dioxide, and the finished supported catalyst has a vanadium pentoxide content of 0.05 to 3 percent by weight.
Es wurde nun gefunden, daß ein Trägerkatalysator nach dem Hauptpatent für die Oxydation aromatischer und ungesättigter aliphatischer Kohlenwasserstoffe besonders gut geeignet ist, dessen Träger vor dem Aufbringen des Gemisches aus feinverteiltem Titandioxid und der Lösung einer Vanadinverbindung mit einem Oxid der Metalle Vanadium, Molybdän, Wolfram, Chrom, Titan und bzw. oder Eisen grundiert worden ist.It has now been found that a supported catalyst according to the main patent for the oxidation of aromatic and unsaturated aliphatic hydrocarbons are particularly well suited to their carrier prior to application the mixture of finely divided titanium dioxide and the solution of a vanadium compound with a Oxide of the metals vanadium, molybdenum, tungsten, chromium, titanium and / or iron has been primed.
Der neue Katalysator ermöglicht die Oxydation der Kohlenwasserstoffe zu Carbonsäuren in besonders hohen Ausbeuten. Insbesondere ist der Anteil an Nebenprodukten gering, die aus einer zu weitgehenden Oxydationsreaktion (Verbrennung) resultieren. Die ausgezeichneten Ausbeuten lassen sich auch dann erzielen, wenn der Ausgangsstoff praktisch vollständig umgesetzt wird. Der Katalysator erlaubt besonders hohe Durchsätze und zeigt auch nach sehr langen Betriebszeiten praktisch keine Einbuße an Aktivität. Vielfach steigt sogar bei längerem Betrieb die Ausbeute um beispielsweise 2 bis 5 % weiter an.The new catalyst enables the oxidation of the hydrocarbons to carboxylic acids in particular high yields. In particular, the proportion of by-products is low, resulting from a too extensive Oxidation reaction (combustion) result. The excellent yields can also be achieved then achieve when the starting material is practically completely implemented. The catalyst particularly allows high throughputs and shows practically no loss of activity even after very long operating times. In many cases, the yield increases further, for example by 2 to 5%, even with prolonged operation.
Der Katalysator ist für eine Vielzahl der bekannten Oxydationsreaktionen von aromatischen und ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen zu Carbonsäuren geeignet, beispielsweise für die Herstellung von Essigsäure aus Propylen, von Maleinsäure aus Butadien, Buten-(l), Buten-(2) oder Benzol und für die Oxydation von Naphthalin zu Phthalsäure. Ferner lassen sich methylsubstituierte aromatische Kohlenwasserstoffe in die entsprechenden aromatischen Carbonsäuren überführen, wie Toluol in Benzoesäure, Methylnaphthaline in Naphthoesäuren. Besonders gute Ergebnisse werden bei der Oxydation von o-Xylol zu Phthalsäure erzielt. Der Katalysator ist hoch belastbar und ergibt z. B. bei der Herstellung von Phthalsäureanhydrid selbst bei einer lOOOOfachen Raumerneuerung noch eine Gewichtsausbeute von über 100 %.The catalyst is used for a large number of the known oxidation reactions of aromatic and unsaturated aliphatic hydrocarbons to carboxylic acids suitable, for example for the production of acetic acid from propylene, of maleic acid from butadiene, butene- (1), butene- (2) or benzene and for the oxidation of naphthalene to phthalic acid. Methyl-substituted aromatic hydrocarbons can also be used convert into the corresponding aromatic carboxylic acids, such as toluene in benzoic acid, Methylnaphthalenes in naphthoic acids. Particularly good results are obtained with the oxidation of o-xylene to phthalic acid achieved. The catalyst is highly resilient and z. B. in the production of Phthalic anhydride still has a weight yield of over 100 %.
Dies ist überraschend, weil z. B. die in der USA.-Patentschrift 3 177 229 beschriebenen Katalysatoren, bei denen der Träger vor der Beschichtung mit Vanadinpentoxid eine Aluminiumoxid-Grundierung erhält,This is surprising because e.g. B. the catalysts described in US Pat. No. 3,177,229, where the carrier receives an aluminum oxide primer before coating with vanadium pentoxide,
ίο nur sehr unbefriedigende Ausbeuten (gemäß Spalte 6, Zeile 74 nur 53 Gewichtsprozent) bei der Oxydation von o-Xylol zu Phthalsäureanhydrid ergeben.ίο only very unsatisfactory yields (according to column 6, Line 74 only 53 percent by weight) result in the oxidation of o-xylene to phthalic anhydride.
Auch mit den aus der britischen Patentschrift 669 999 bekannten Katalysatoren, bei deren Herstellung Zinnoxid während oder nach der Beschichtung des Trägers mit der Vanadinverbindung zugegeben wird, lassen sich die hohen Ausbeuten, die bei der Herstellung von Phthalsäureanhydrid unter Verwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren erzielt werden, nicht erreichen.Also with the catalysts known from British patent specification 669 999 during their production Tin oxide is added during or after the coating of the carrier with the vanadium compound, the high yields obtained in the manufacture of phthalic anhydride using of the catalysts of the invention are achieved, do not achieve.
Als nicht poröse Katalysatorträger werden inerte Materialien mit einer Oberfläche von vorzugsweise weniger als 3 m2/g, vorteilhaft 0,5 bis 2 m2/g verwendet, wie Quarz, Kieselsäure und insbesondere Porzellan, geschmolzenes Aluminiumoxyd, Siliciumcarbid und geschmolzene oder gesinterte Silikate, z. B. Aluminium-, Magnesium-, Zink- oder Zirkonsilikat. Sowohl synthetische als auch natürliche Materialien sind verwendbar. Der Katalysatorträger wird zweckmäßig in einer mittleren Korngröße zwischen 2 und 10 mm Durchmesser verwendet, vorteilhaft in Form von Kugeln, Pillen oder Kegeln.Inert materials with a surface area of preferably less than 3 m 2 / g, advantageously 0.5 to 2 m 2 / g, such as quartz, silica and in particular porcelain, molten aluminum oxide, silicon carbide and molten or sintered silicates are used as non-porous catalyst supports, z. B. aluminum, magnesium, zinc or zirconium silicate. Both synthetic and natural materials can be used. The catalyst support is expediently used in an average particle size between 2 and 10 mm in diameter, advantageously in the form of spheres, pills or cones.
Mitunter ist es auch vorteilhaft, glatte Oberflächen der Träger vor ihrer Verwendung durch Anätzen, z. B.Sometimes it is also beneficial to have smooth surfaces the carrier prior to its use by etching, e.g. B.
mit Flußsäure, Fluorwasserstoff, Ammonfluoridlösung, geringfügig aufzurauhen, um die Haftfestigkeit der aktiven Masse zu erhöhen.with hydrofluoric acid, hydrogen fluoride, ammonium fluoride solution, to slightly roughen the adhesive strength of the to increase active mass.
Die poröse, als Katalysatorbeschichtung verwendete Masse, die in trockenem Zustand 1 bis 15 Gewichtsprozent Vanadinpentoxyd und 85 bis 99 Gewichtsprozent Titandioxyd enthalten soll, wird in üblicher Weise bereitet. Hierzu tränkt man beispielsweise feinverteiltes Titandioxyd mit der Lösung einer Vanadinverbindung in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel, wie Formamid oder Alkohol, und stellt einen Brei von etwa honigartiger Konsistenz her. Die Beschichtung des Trägers mit der aktiven Masse erfolgt ebenfalls in üblicher Weise, beispielsweise in einer Dragiertrommel bei allmählicher Zugäbe des Breis, zweckmäßig unter gleichzeitiger Trocknung mit Heißluft. Die Beschichtung kann auch in der Weise erfolgen, daß Träger, feinverteiltes Titandioxyd und Vanadinverbindung zusammen mit einer schmelzbaren organischen Substanz oberhalb des Schmelzpunktes dieser organischen Substanz in einer Dragiertrommel vermischt werden. Zweckmäßig arbeitet man hierbei im Temperaturbereich zwischen 80 und 150° C. Man verwendet die aktive Masse in einer Menge, die erforderlich ist, um den Träger mit einer Schichtdicke von 0,02 bis 2 mm, insbesondere 0,05 bis 1 mm zu umhüllen, wobei der fertige Katalysator 0,05 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, insbesondere 0,1 bis 1 Gewichtsprozent Vanadinpentoxyd enthalten soll. Zur Verfestigung der Beschichtung ist es zweckmäßig, den Katalysator einige Zeit, etwa V2 bis 10 Stunden, in einem Luftstrom auf höhere Temperatur, etwa 200 bis 600° C, zu erhitzen, bis mitverwendete organische Substanzen verbrannt sind.The porous mass used as a catalyst coating, which in the dry state is 1 to 15 percent by weight Vanadium pentoxide and 85 to 99 percent by weight titanium dioxide is said to be more common Way prepares. For this purpose, for example, finely divided titanium dioxide is impregnated with a solution of a vanadium compound in water or in an organic solvent such as formamide or alcohol, and produces a pulp with a roughly honey-like consistency. The coating of the carrier with the active Mass is also done in the usual way, for example in a coating drum with gradual additions of the pulp, expediently with simultaneous drying with hot air. The coating can also be used in the Wise done that carrier, finely divided titanium dioxide and vanadium compound together with a fusible organic substance above the melting point of this organic substance in a coating drum be mixed. It is advisable to work in the temperature range between 80 and 150 ° C. The active material is used in an amount which is necessary to give the support a layer thickness from 0.02 to 2 mm, in particular 0.05 to 1 mm, the finished catalyst 0.05 to 3, preferably 0.1 to 2 percent by weight, in particular 0.1 to 1 percent by weight of vanadium pentoxide target. To solidify the coating, it is advisable to leave the catalyst on for some time, about V2 to Heat for 10 hours in a stream of air at a higher temperature, about 200 to 600 ° C, until used organic substances are burned.
Die Katalysatormasse kann auch neben Vanadin und Titan geringe Mengen an Silber-, Kobalt-, Nickel-, Molybdän-, Wolfram- und/oder Phosphorverbindungen enthalten, insbesondere in Form von Oxyden oder Hydroxyden. Diese Elemente werden beispielsweise in einer Menge von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf die Katalysatorbeschichtung, mitverwendet.In addition to vanadium and titanium, the catalyst mass can also contain small amounts of silver, cobalt, nickel, Contain molybdenum, tungsten and / or phosphorus compounds, especially in the form of oxides or Hydroxides. These elements are based, for example, in an amount of 0.1 to 3 percent by weight on the catalyst coating.
Wesentliches Merkmal des neuen Verfahrens ist es, vor der Beschichtung des Trägers mit der Vanadinpentoxyd und Titandioxyd enthaltenden Masse den Träger mit einem Oxyd der Metalle Vanadium, Molybdän, Wolfram, Chrom, Titan oder Eisen oder einem Gemisch dieser Oxyde zu grundieren. Man verwendet die Oxyde im allgemeinen in einer Menge von 0,05 bis 1,5 Gewichtsprozent, insbesondere 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf den Katalysator.The main feature of the new process is before coating the carrier with the vanadium pentoxide and titanium dioxide-containing mass the carrier with an oxide of the metals vanadium, To prime molybdenum, tungsten, chromium, titanium or iron or a mixture of these oxides. Man uses the oxides generally in an amount of 0.05 to 1.5 percent by weight, in particular 0.1 up to 1 percent by weight, based on the catalyst.
Hierzu werden die genannten Oxyde oder Verbindungen der genannten Metalle, die beim Erhitzen, gegebenenfalls in Gegenwart von Luft, in Oxyde übergeführt werden, in Schmelze oder vorzugsweise in Lösung mit dem Träger in Berührung gebracht, so daß sich eine gleichmäßige Schicht auf dem Träger bildet. Geeignete Verbindungen der genannten Metalle sind beispielsweise organische oder anorganische Salze sowie Chelatkomplexe. Zum Beispiel seien genannt: Vanadinchloride, Vanadinoxytrichlorid, Vanadyloxalat, Ammoniumvanadinat, Ammoniummolybdat, Molybdänpentachlorid, Ammoniumwolframat, Äthanolammoniumwolframat, Phosphorwolframsäure, Ammoniumchromat, Titanylsulfat, Titanphosphat, Titantetrachlorid, Eisenacetat, Eisenphosphat und Eisensulfat. Man wendet die Metallverbindungen zweckmäßig gelöst in Wasser, Ammoniumrhodanid oder in einem organischen Lösungsmittel, wie Harnstoff, Thioharnstoff oder Alkoholen, an. Um eine genügende Festigkeit der Grundierung zu erreichen, und um eine gute Haftung der anschließenden Beschichtung zu erzielen, erhitzt man zweckmäßig vor der Beschichtung, d. h. nach der Grundierung, den Träger auf eine Temperatur zwischen 300 und 10000C.For this purpose, the oxides mentioned or compounds of the metals mentioned, which are converted into oxides on heating, optionally in the presence of air, are brought into contact with the carrier in a melt or preferably in solution, so that a uniform layer is formed on the carrier. Suitable compounds of the metals mentioned are, for example, organic or inorganic salts and chelate complexes. Examples include: vanadium chlorides, vanadium oxytrichloride, vanadyl oxalate, ammonium vanadinate, ammonium molybdate, molybdenum pentachloride, ammonium tungstate, ethanolammonium tungstate, phosphotungstic acid, ammonium chromate, iron phosphate, titanyl sulfate, titanium phosphate, iron phosphate. The metal compounds are expediently used in solution in water, ammonium thiocyanate or in an organic solvent such as urea, thiourea or alcohols. In order to achieve sufficient strength of the primer and to achieve good adhesion of the subsequent coating, it is expedient to heat the substrate to a temperature between 300 and 1000 ° C. before coating, ie after priming.
Die Durchführung der Oxydationsreaktionen erfolgt in üblicher Weise, d. h. in der Gasphase unter Verwendung von Sauerstoff enthaltenden Gasen oder Sauerstoff und unter normalem, vermindertem oder erhöhtem Druck bei Temperaturen etwa zwischen 250 und 6000C.The oxidation reactions are carried out in the usual way, ie in the gas phase using oxygen-containing gases or oxygen and under normal, reduced or increased pressure at temperatures between approximately 250 and 600 ° C.
B ei spi e1 1For example, 1
7 g Titantetrachlorid werden unter Kühlung in 20 ecm Eisessig gelöst. Die entstehende Lösung wird in einer Trommel auf 250 ecm geschmolzenes Aluminiumoxyd mit einer Körnung von 4 bis 6 mm gleichmäßig verteilt. Der so behandelte Träger wird im Luftstrom getrocknet. Anschließend wird der glänzende Überzug (Titanoxyd) durch zweistündiges Muffeln bei 4000C fixiert.7 g of titanium tetrachloride are dissolved in 20 ecm of glacial acetic acid with cooling. The resulting solution is evenly distributed in a drum on 250 ecm of molten aluminum oxide with a grain size of 4 to 6 mm. The carrier treated in this way is dried in a stream of air. Subsequently, the gloss coating (titania) is fixed by two hours at 400 0 C muffles.
Der so vorbehandelte Träger wird mit einem Brei, der aus einer Lösung von 40 g Vanadyloxalat in 40 ecm Formamid und 75 ecm Wasser unter Zugabe von 270 g Anatas hergestellt wird, in Berührung gebracht. Der überschüssige Brei wird durch Rütteln auf einem Sieb entfernt und der Katalysator zunächst langsam auf 200° C erwärmt und anschließend 5 Stunden bei 4000C gemuffelt. Er enthält 5% aktive Masse und einen Gehalt von 0,5 % Vanadinpentoxyd.The carrier pretreated in this way is brought into contact with a paste prepared from a solution of 40 g of vanadyl oxalate in 40 ecm of formamide and 75 ecm of water with the addition of 270 g of anatase. The excess slurry is removed by shaking on a sieve and the catalyst is first heated slowly to 200 ° C and gemuffelt followed by 5 hours at 400 0 C. It contains 5% active mass and a content of 0.5% vanadium pentoxide.
Der fertige Katalysator wird in ein durch Salzbad beheiztes, 80 cm langes Rohr mit einem inneren Durchmesser von 25 mm eingefüllt. Bei 400° C werden stündlich 41 g 98%iges o-Xylol mit 11001 Luft über den Katalysator geleitet. Es werden stündlich 42,2 g Phthalsäureanhydrid neben 3,5 g Maleinsäureanhydrid erhalten. Auf reines o-Xylol berechnet, beträgt die Gewichtsausbeute an Phthalsäureanhydrid 105 %. Die theoretische Ausbeute ist 75,1 %. The finished catalyst is poured into a tube, 80 cm long and heated by a salt bath, with an inner diameter of 25 mm. At 400 ° C., 41 g of 98% strength o-xylene per hour are passed over the catalyst with 11001 air. 42.2 g of phthalic anhydride and 3.5 g of maleic anhydride are obtained per hour. Calculated on pure o-xylene, the weight yield of phthalic anhydride is 105%. The theoretical yield is 75.1 %.
Bei sp i el 2At game 2
250 ecm Porzellankugeln mit einem Durchmesser von 5 mm werden mit einer Lösung von 20 g Vanadyloxalat in 10 g Formamid und 10 g Harnstoff durch Schütteln in einem Gefäß benetzt und bei 2000C bis zum Verdampfen der Lösungsmittel erhitzt. Anschließend werden die Kugeln bei 7000C 30 Minuten gemuffelt. Dieser Vorgang wird noch ein zweites Mal wiederholt. Danach befindet sich auf den Porzellankugeln eine Schicht von 0,4 Gewichtsprozent Vanadinpentoxyd. 250 cc of porcelain balls having a diameter of 5 mm are wetted with a solution of 20 g of vanadyl oxalate in 10 g formamide and 10 g of urea by shaking in a vessel and heated at 200 0 C to the evaporation of the solvent. Then the balls are gemuffelt 30 minutes at 700 0 C. This process is repeated a second time. Then there is a layer of 0.4 percent by weight vanadium pentoxide on the porcelain balls.
Der auf diese Weise vorbehandelte Träger wird dann, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit dem Vanadinoxalat-Titandioxyd-Brei beschichtet. Der fertige Katalysator enthält 3,3% aktive Masse. Der gesamte Gehalt an Vanadinpentoxyd ist 0,49 %.The carrier pretreated in this way is then, as described in Example 1, with the vanadium oxalate-titanium dioxide pulp coated. The finished catalyst contains 3.3% active mass. The total vanadium pentoxide content is 0.49%.
Der Katalysator liefert bei der Oxydation von o-Xylol unter gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 bei 4100C stündlich 45,7 g Phthalsäureanhydrid neben 2,8 g Maleinsäureanhydrid. Die Gewichtsausbeute an Phthalsäureanhydrid beträgt, auf reines o-Xylol bezogen, 113,6%. Die theoretische Ausbeute ist 81,5%. Ohne Vorbehandlung der Porzellankugeln mit Vanadinpentoxyd beträgt die Gewichtsausbeute 112,5%. Werden die Porzellankugeln mit einer Lösung von Eisenacetat und Chromacetat in analoger Weise vorbehandelt, so daß sie eine Grundierung von 0,2 Gewichtsprozent Chromoxyd und 0,2 Gewichtsprozent Eisenoxyd besitzen, und anschließend in der obengenannten Weise mit Titandioxyd-Vanadinpentoxyd beschichtet, so erzielt man bei der o-Xylol-Oxydation eine Gewichtsausbeute an Phthalsäureanhydrid von 113,4%.In the oxidation of o-xylene under the same conditions as in Example 1 at 410 ° C., the catalyst provides 45.7 g of phthalic anhydride and 2.8 g of maleic anhydride per hour. The weight yield of phthalic anhydride, based on pure o-xylene, is 113.6%. The theoretical yield is 81.5%. Without pretreatment of the porcelain balls with vanadium pentoxide, the weight yield is 112.5%. If the porcelain balls are pretreated with a solution of iron acetate and chromium acetate in an analogous manner, so that they have a primer of 0.2 percent by weight of chromium oxide and 0.2 percent by weight of iron oxide, and then coated with titanium dioxide-vanadium pentoxide in the above-mentioned manner, at o-xylene oxidation resulted in a weight yield of phthalic anhydride of 113.4%.
5 g Molybdänsäure werden in einer Mischung aus 8 ecm Äthanolamin, 2 ecm Wasser und 10 g Harnstoff heiß gelöst und mit Formamid auf 20 ecm aufgefüllt. 469 g Steatitkugeln mit einem Durchmesser von 5,5 mm werden unter Schütteln mit 10 ecm dieser Lösung benetzt, bei 2000C getrocknet und 15 Minuten bei 83O°C gemuffelt. Die aufgetragene Menge an Molybdänsäure beträgt 0,7 g. Diese so vorbehandelten Kugeln werden dann, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit der aktiven Vanadinoxalat-Titandioxyd-Masse überzogen, getrocknet und 4 Stunden bei 4000C gemuffelt. Der fertige Katalysator enthält 5,8 % aktive Masse und 0,35% Vanadinpentoxyd.5 g of molybdic acid are dissolved in a mixture of 8 ecm of ethanolamine, 2 ecm of water and 10 g of urea and made up to 20 ecm with formamide. 469 g of steatite balls having a diameter of 5.5 mm with shaking at 10 cc of this solution, wetted, at 200 0 C dried and gemuffelt 15 minutes at 83O ° C. The amount of molybdic acid applied is 0.7 g. These spheres are then pretreated as described in Example 1, coated with the active Vanadinoxalat-titanium dioxide mass, dried and gemuffelt 4 hours at 400 0 C. The finished catalyst contains 5.8% active mass and 0.35% vanadium pentoxide.
Bei der o-Xylol-Oxydation bei 4100C ergibt der so hergestellte Katalysator (unter den Bedingungen des Beispiels 1) stündlich 2,3 g Maleinsäureanhydrid und 46,2 g Phthalsäureanhydrid. Bezogen auf reines o-Xylol beträgt die Gewichtsausbeute an Phthalsäureanhydrid 114,8 %. Die theoretische Ausbeute ist 82,4%.In the o-xylene oxidation at 410 ° C., the catalyst prepared in this way (under the conditions of Example 1) gives 2.3 g of maleic anhydride and 46.2 g of phthalic anhydride per hour. Based on pure o-xylene, the weight yield of phthalic anhydride is 114.8%. The theoretical yield is 82.4%.
Ein analoges Ergebnis wird erzielt, wenn der Träger an Stelle von Molybdänsäure mit der gleichen Gewichtsmenge Wolframsäure grundiert wird.An analogous result is achieved if the carrier is replaced by molybdic acid with the same weight Tungstic acid is primed.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB0088571 | 1966-08-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1542023C3 true DE1542023C3 (en) | 1977-04-14 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1442590C3 (en) | Supported catalyst containing vanadium and titanium | |
DE2421406C2 (en) | Process for the production of phthalic anhydride | |
EP0017000B1 (en) | Method for the preparation of shell-type catalysts and their use | |
EP0964744B1 (en) | Method for producing phthalic anhydride; shell catalyst containing titanium-vanadium-cesium | |
EP0015569B1 (en) | Method for the preparation of shell-type catalysts | |
DE2050155C3 (en) | Process for the preparation of an oxidation catalyst containing antimony, molybdenum, vanadium and tungsten | |
DE2626887A1 (en) | CATALYST FOR THE OXIDATION OF (METH) ACROLEIN TO (METH) ACRYLIC ACID | |
DE2025430C3 (en) | Coated catalysts | |
DE1769998B2 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING PHTHALIC ANHYDRIDE | |
DE2547624C2 (en) | Supported catalysts containing vanadium pentoxide, titanium dioxide, antimony and rubidium | |
EP0017865A1 (en) | Support catalyst containing vanadium and titanium and/or zirconium and its use in the preparation of phthalic anhydride | |
DE2510994A1 (en) | SUPPORT CATALYST CONTAINING VANADIUM AND TITANIUM | |
DE2212964B2 (en) | VANADINE PENTOXIDE, TITANIUM DIOXIDE, PHOSPHORUS AND, IF APPLICABLE, ZIRC CONDIOXIDE CONTAINING SUPPORT CATALYST | |
DE1642921C3 (en) | Supported catalyst containing vanadium and titanium | |
DE2263009A1 (en) | MODIFIED P-V-FE CATALYSTS FOR THE PRODUCTION OF MALEIC ACID ANHYDRIDE FROM SATURATED ALIPHATIC HYDROCARBONS | |
DE2304683A1 (en) | PROCESS AND CATALYST FOR THE PRODUCTION OF ANTHRACHINONE BY VAPOR PHASE OXYDATION OF ANTHRACENE | |
DE1542023C3 (en) | Vanadium and (clay-containing supported catalyst | |
DE2029118C3 (en) | Process for the production of aromatic nitriles or acrylonitrile or methacrylonitrile | |
DE1542023B2 (en) | Supported catalyst containing vanadium and clay | |
DE2720652A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING MALEIC ACID ANHYDRIDE USING IMPROVED CATALYSTS | |
DE2813424A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING MALEIC ACID ANHYDRIDE | |
DE2159441A1 (en) | Vanadium pentoxide/zirconium dioxide catalyst - for effective use in oxidn reactions | |
AT274753B (en) | Supported catalysts containing vanadium pentoxide and titanium dioxide in the active material | |
DE1468934B2 (en) | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ACRYLIC ACID OR METHACRYLIC ACID BY OXYDATION OF ACROLEIN OR METHACROLEIN | |
DE1643697A1 (en) | Process for the production of phthalic anhydride |