DE1542460C2 - Process for the production of oxidation catalysts - Google Patents
Process for the production of oxidation catalystsInfo
- Publication number
- DE1542460C2 DE1542460C2 DE19661542460 DE1542460A DE1542460C2 DE 1542460 C2 DE1542460 C2 DE 1542460C2 DE 19661542460 DE19661542460 DE 19661542460 DE 1542460 A DE1542460 A DE 1542460A DE 1542460 C2 DE1542460 C2 DE 1542460C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- acn
- added
- moo
- bismuth
- mol
- 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 44
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 24
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 23
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 21
- PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N dinitrooxybismuthanyl nitrate Chemical compound [Bi+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 15
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 14
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 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 claims description 12
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 12
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium(0) Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 33
- 229910015621 MoO Inorganic materials 0.000 description 28
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- KQEIJFWAXDQUPR-UHFFFAOYSA-N 2,4-diaminophenol;hydron;dichloride Chemical compound Cl.Cl.NC1=CC=C(O)C(N)=C1 KQEIJFWAXDQUPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N acrylaldehyde Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 4
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 4
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- COHDHYZHOPQOFD-UHFFFAOYSA-N Arsenic pentoxide Chemical compound O=[As](=O)O[As](=O)=O COHDHYZHOPQOFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N Hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L Molybdic acid Chemical class O[Mo](O)(=O)=O VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RJOBGTNMWSHFSR-UHFFFAOYSA-N [N+](=O)(O)[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[Bi+3].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] Chemical compound [N+](=O)(O)[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[Bi+3].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] RJOBGTNMWSHFSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 2
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 2
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 2
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- DKUYEPUUXLQPPX-UHFFFAOYSA-N dibismuth;molybdenum;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Mo].[Mo].[Bi+3].[Bi+3] DKUYEPUUXLQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GFEYTWVSRDLPLE-UHFFFAOYSA-L dihydrogenvanadate Chemical compound O[V](O)([O-])=O GFEYTWVSRDLPLE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- GRUMUEUJTSXQOI-UHFFFAOYSA-N vanadium dioxide Chemical compound O=[V]=O GRUMUEUJTSXQOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- UXJVWJGDHIZPLD-UHFFFAOYSA-O Ammonium vanadate Chemical compound [NH4+].O=[V-](=O)=O UXJVWJGDHIZPLD-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K Arsenate Chemical class [O-][As]([O-])([O-])=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- ZREIPSZUJIFJNP-UHFFFAOYSA-K Bismuth subsalicylate Chemical class C1=CC=C2O[Bi](O)OC(=O)C2=C1 ZREIPSZUJIFJNP-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N Bismuth(III) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229940093920 Gynecological Arsenic compounds Drugs 0.000 description 1
- RAJWDNGOYZCDTL-UHFFFAOYSA-N Heptamolybdate Chemical compound [O-2]1[Mo+6]23([O-2])([O-2])[O-2]45[Mo+6]([O-2]6)([O-2]7)([O-2]89)([O-2]%10%11%12)[O-2]2[Mo+6]1%12([O-2])([O-2])[O-2][Mo+6]7%11([O-2])([O-2])[O-2][Mo+6]9%10([O-2])([O-2])[O-2][Mo+6]85([O-2])([O-2])[O-2][Mo+6]46([O-2])([O-2])[O-2]3 RAJWDNGOYZCDTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Chemical compound C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N Silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000001495 arsenic compounds Chemical class 0.000 description 1
- FTJLEIMGCLQRRS-UHFFFAOYSA-N arsoric acid;bismuth Chemical compound [Bi].O[As](O)(O)=O FTJLEIMGCLQRRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000024881 catalytic activity Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940058949 for amoebiasis and other protozoal diseases Arsenic compounds Drugs 0.000 description 1
- 229940058907 for leishmaniasis and trypanosomiasis Arsenic compounds Drugs 0.000 description 1
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- ALTWGIIQPLQAAM-UHFFFAOYSA-N metavanadate Chemical compound [O-][V](=O)=O ALTWGIIQPLQAAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CJJMLLCUQDSZIZ-UHFFFAOYSA-N oxobismuth Chemical class [Bi]=O CJJMLLCUQDSZIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 125000005402 stannate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Description
undand
Bi2CyMoO3 = 0,076 bis 9,3,
Bi2 O3/V2 O5 =0,076 bis 2,2Bi 2 CyMoO 3 = 0.076 to 9.3,
Bi 2 O 3 / V 2 O 5 = 0.076 to 2.2
V2O5/MoO3 = 0,076 bis 9,3.V 2 O 5 / MoO 3 = 0.076 to 9.3.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Oxydationskatalysatoren.The invention relates to a process for the production of oxidation catalysts.
Es sind zahlreiche, industrielle wichtige Reaktionen bekannt, die auf der Oxydation von organischen Verbindungen in Gegenwart geeigneter Katalysatoren beruhen.There are numerous, industrially important reactions known which are based on the oxidation of organic Compounds based in the presence of suitable catalysts.
Unter anderen sind jene Reaktionen bekannt, die beispielsweise zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid oder von ungesättigten Aldehyden führen. In der Literatur sind zahlreiche Verbindungen angeführt, die geeignet sind, in diesem Sinn zu wirken. Diesen gehören die Metalle der II. bis zur VII. Gruppe des Periodensystems und deren Verbindungen, wie z. B. Oxyde oder Mischungen derselben, an.Among other things, those reactions are known which, for example, for the production of phthalic anhydride or from unsaturated aldehydes. Numerous compounds are listed in the literature, which are suitable to work in this sense. These include the metals of the II. To the VII. Group of Periodic table and its compounds, such as. B. oxides or mixtures thereof.
In den USA.-Patentschriften 20 81 272, 21 80 353, 22 94 130 und 16 36 854 sind Oxyde und deren Mischungen angegeben, die als Katalysatoren für Oxydationsreaktionen nützlich sind. In der USA.-Patentschrift 17 87 416 ist die Möglichkeit der Verwendung von Vanadaten, Chromaten, Molybdaten, Uranaten, Stannaten, Arsenaten und anderen Salzen zur Oxydation von organischen Verbindungen beschrieben.In U.S. Patents 20 81 272, 21 80 353, 22 94 130 and 16 36 854 are oxides and their mixtures which are useful as catalysts for oxidation reactions. In the U.S. Patent 17 87 416 is the possibility of using vanadates, chromates, molybdates, uranates, Stannates, arsenates and other salts for the oxidation of organic compounds are described.
Die USA.-Patentschrift 24 91 695 offenbart besonders die Verwendung von Wismutmolybdat als Katalysator zur Oxydation des Methanols zu Formaldehyd. U.S. Patent 2,491,695 particularly discloses the use of bismuth molybdate as a catalyst for the oxidation of methanol to formaldehyde.
Die britische Patentschrift 7 23 003 zeigt die Möglichkeit der Verwendung vcn Metalloxyden und deren Mischungen zur Herstellung von ungesättigten Aldehyden auf.British patent 7 23 003 shows the possibility of using metal oxides and their Mixtures for the production of unsaturated aldehydes.
Andererseits wurde auch die ein beachtliches industrielles Interesse besitzende Möglichkeit aufgezeigt, ungesättigte Nitrile durch Umsetzung von Olefinen, Ammoniak und Sauerstoff herzustellen.On the other hand, the possibility of considerable industrial interest was also shown to produce unsaturated nitriles by reacting olefins, ammonia and oxygen.
In der USA.-Patentschrift 24 81 826 wird eine derartige Herstellung gegebenenfalls auch in Gegenwart von Katalysatoren beschrieben. Falls Katalysatoren verwendet werden, werden diese unter jenen ausgewählt, die geeignet sind, die organischen Verbindungen teilweise zu oxydieren.In the US Pat. No. 2,481,826 such Production optionally also described in the presence of catalysts. If there are catalysts are used, they are selected from those suitable as organic compounds partially oxidize.
Eine weitere industriell bedeutsame Umsetzung ist jene, welche es gestattet, aus Kohlenwasserstoffen,
die eine einzige Äthylenungesättigtheit enthalten, Diene zu erhalten, wie z. B. Butadien aus Buten durch
Umsetzung des letzteren in Gegenwart von Sauerstoff. Auch in diesem Fall kommen Katalysatoren der
anfangs beschriebenen Art zur Anwendung.
Es wurden nun neue Verbindungen entdeckt, die als Oxydationskatalysatoren nützlich sind und die
Vanadium, Wismut, Molybdän und Sauerstoff in bestimmten gegenseitigen Verhältnissen enthalten.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Oxydationskatalysatoren aus Vanadin,
Molybdän, Wismut und Sauerstoff durch Umsetzung von Ammoniumheptamolybdat, Ammoniummetavanadat
und Wismutnitrat in wäßrigem, gegebenenfalls ammoniaklischem Medium, gegebenenfalls unter Zusatz
eines kieselsäurehaltigen Trägers, und Kalzinieren bei 5000C, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
man diese Verbindungen in der Weise umsetzt, daß sie, als Molverhältnisse der entsprechenden Oxyde ausgedrückt,
zwischen folgenden Grenzen liegen :Another industrially important implementation is that which allows dienes to be obtained from hydrocarbons containing a single ethylene unsaturation, such as e.g. B. butadiene from butene by reacting the latter in the presence of oxygen. In this case too, catalysts of the type described at the beginning are used.
New compounds have now been discovered which are useful as oxidation catalysts and which contain vanadium, bismuth, molybdenum and oxygen in certain mutual proportions.
The invention therefore relates to a method for producing oxidation catalysts from vanadium, molybdenum, bismuth and oxygen by reacting ammonium heptamolybdate, ammonium metavanadate and bismuth nitrate in an aqueous, optionally ammoniacal medium, optionally with the addition of a silica-containing carrier, and calcining at 500 ° C., which is characterized is that these compounds are reacted in such a way that, expressed as the molar ratios of the corresponding oxides, they lie between the following limits:
Bi2O3/MoO3 = 0,076 bis 9,3,Bi 2 O 3 / MoO 3 = 0.076 to 9.3,
Bi2 O3/V2O5 = 0,076 bis 2,2
undBi 2 O 3 / V 2 O 5 = 0.076 to 2.2
and
V2O5/MoO3 = 0,076 bis 9,3.V 2 O 5 / MoO 3 = 0.076 to 9.3.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen gestatten die Durchführung zahlreicher Reaktionen, wie beispielsweise die obenerwähnten, und sind ferner geeignet, dann nützlich angewandt zu werden, wenn eine Oxydation von organischen Verbindungen stattfindet. Wenn man insbesondere auf einem derartigen Katalysator Propylen, NH3 und O2 zur Umsetzung bringt, dann erhält man Acrylnitril zusammen mit geringen Mengen von Nebenprodukten, wie Acetonitril und Cyanwasserstoff.The compounds according to the invention allow numerous reactions to be carried out, for example those mentioned above, and are also suitable for use when there is oxidation of organic compounds. If, in particular, propylene, NH 3 and O 2 are reacted on such a catalyst, then acrylonitrile is obtained together with small amounts of by-products such as acetonitrile and hydrogen cyanide.
Die Erfindung wird nachfolgend insbesondere unter Bezugnahme auf diesen Sonderfall erläutert werden.The invention will be explained below in particular with reference to this special case.
Es ist hervorzuheben, daß die neuen VerbindungenIt should be emphasized that the new connections
nicht die Struktur eines Wismutsalzes einer Vanado-Molybdänheteropolysäure besitzen.not the structure of a bismuth salt of a vanado molybdenum heteropoly acid own.
Sie sind hingegen dadurch ausgezeichnet, daß sie eine statistisch ungeordnete Struktur aufweisen, welche von einem Kristallgitter der Art desjenigen des monoklinen BiVO4 herrührt, in das Molybdänatome an die Stelle von Vanadiumatomen eintreten können.On the other hand, they are distinguished by the fact that they have a statistically disordered structure, which comes from a crystal lattice of the type of that of the monoclinic BiVO 4 , in which molybdenum atoms can take the place of vanadium atoms.
Diese Katalysatoren sind daher weder in die Klasse der Mischungen von Oxyden noch in jene der Salze von Heteropolysäuren einzugliedern und können als Wismut vanadate aufgefaßt werden, die ein durch die Einfügung von an die Stelle der Vanadiumatome tretenden Molybdänatome verzerrtes Kristallgitter besitzen.These catalysts are therefore neither in the class of mixtures of oxides nor that of salts of heteropoly acids and can be understood as bismuth vanadate, which is one by the Incorporation of molybdenum atoms instead of vanadium atoms, distorted crystal lattice own.
Die Klasse der nach der Erfindung erhaltenen Katalysatoren unterscheidet sich somit eindeutig von den üblicherweise bei den Oxydationsreaktionen verwendeten Verbindungen. Sie umfaßt nicht nur eine einzige Verbindung, sundern eine bestimmte Anzahl von Verbindungen, da die Molybdänmenge, welche das Vanadium im Gitter ersetzen kann, nur innerhalb ganz bestimmter Grenzen schwanken kann.The class of catalysts obtained according to the invention thus clearly differs of the compounds commonly used in the oxidation reactions. It doesn't just include a single compound, a certain number of compounds, since the amount of molybdenum, which can replace the vanadium in the lattice, can only fluctuate within very specific limits.
Obwohl es nicht möglich ist, diese Verbindungen in eine wohl definierte Formel einzugliedern, da die Einführung einiger Molybdänatome in das Gitter die Möglichkeit von freien Stellen im Gitter schafft, kann man sie docht durch die relativen Verhältnisse der Bestandteile und durch die Kristallstruktur hervorheben, welche von tetragonalem oder pseudotetragonalem Typ und durch Röntgenstrahlenuntersuchungen klar erkennbar ist.Although it is not possible to put these compounds into a well-defined formula, since the introduction of a few molybdenum atoms into the lattice creates the possibility of vacant spaces in the lattice, they can be emphasized by the relative proportions of the constituents and by the crystal structure which of tetragonal or pseudo-tetragonal type and clearly identifiable by X-ray examinations.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Katalysatoren werden als »Vanadomolybdate« oder »Molybdovanadate« bezeichnet, wobei es sich aber versteht, daß diese Bezeichnungen nicht besagen sollen, daß es sich um Strukturen der Art der Heteropolysäuren handelt, sondern daß sie für ungeordnete Strukturen der oben definierten Art angewandt werden.The catalysts obtained according to the invention are called "vanadomolybdates" or "molybdovanadates" referred to, but it goes without saying that these designations are not intended to mean that it is Structures of the nature of the heteropolyacids are concerned, but that they represent the disordered structures of the above defined type can be applied.
Strukturell weisen die Vanadomolybdate bei der Röntgenstrahlenanalyse ein gegenüber dem Spektrum des BiVO4 vereinfachtes Spektrum auf, wobei darunter ein solches zu verstehen ist, bei dem die Verdoppelung verschiedener kennzeichnender Linien des monoklinen BiVO4 wegfällt, wenn das Molekularverhältnis Mo O3/V2 O5 größer als 0,2 ist. Bei größer werdendem Molekularverhältnis weist das Spektrum eine allmähliche Verschiebung der Linien gegen Werte auf, die größeren Abständen der Gitterebenen entsprechen, während die Intensität gering schwankt.Structurally, the vanadomolybdates in the X-ray analysis show a spectrum that is simplified compared to the spectrum of the BiVO 4 , whereby this is to be understood as one in which the doubling of various characteristic lines of the monoclinic BiVO 4 is omitted if the molecular ratio Mo O 3 / V 2 O 5 is greater than 0.2. As the molecular ratio increases, the spectrum shows a gradual shift of the lines towards values which correspond to larger distances between the lattice planes, while the intensity fluctuates slightly.
Was die Zusammensetzung der nach der Erfindung erhältlichen Vanadomolybdate anbelangt, sind dieselben dadurch gekennzeichnet, daß ihre Bestandteile in Verhältnissen vorhanden sind, die innerhalb ganz bestimmter Grenzen schwanken.As far as the composition of the vanadomolybdates obtainable according to the invention is concerned, they are the same characterized in that their components are present in proportions that are within the whole certain limits fluctuate.
Ein weiteres Merkmal dieser Vanadomolybdate ist das, daß sie einen hohen Schmelzpunkt und somit eine beachtliche Wärmebeständigkeit besitzen, wobei ihr Schmelzpunkt nicht niedriger als 7000C und in der Praxis höher als 800° C liegt.Another feature of this Vanadomolybdate is that they have a high melting point and therefore a considerable heat resistance, wherein the melting point is not lower than 700 0 C and higher in practice than 800 ° C.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die einige Zusammen-Setzungen der nach der Erfindung erhaltenen Verbindungen und die Unterschiede gegenüber bekannten Verbindungen veranschaulichen.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, which shows some compositions of the compounds obtained according to the invention and the differences with respect to known ones Illustrate connections.
Gemäß ihrem Kristallaufbau können die nach der Erfindung erhaltenen Verbindungen auf zwei Grundtypen zurückgeführt werden.According to their crystal structure, the compounds obtained according to the invention can be of two basic types to be led back.
1. Zusammensetzung:1. Composition:
0,5 MoO3 · 1 Bi2O3 · 0,85 V2O5 0.5 MoO 3 · 1 Bi 2 O 3 · 0.85 V 2 O 5
Das Spektrum dieser Verbindung bei Raumtemperatur ist in Fig. I unter b) wiedergegeben. Es ist erkennbar, daß dieses Spektrum gegenüber dem unter •1) in F i g. I wiedergegebenen Spektrum des BiVO4 /ereinfacht ist.The spectrum of this compound at room temperature is shown in Fig. I under b). It can be seen that this spectrum compared to that under • 1) in FIG. I reproduced spectrum of the BiVO 4 / is simplified.
Insbesondere sieht man, daß verschiedene DoppeL-inien (z.B. jene bei 4,74 bis 4,66 Ä; bei 2,59 bis 2,54 Ä ind bei 1,93 bis 1,91 Ä) zu einfachen Linien (bei 4,71 10,02 Ä bzw. bei 2,57 ± 0,01 Ä bzw. bei 1,93 ± 0,01 Ä) leworden sind.In particular one sees that different double lines (e.g. those at 4.74 to 4.66 Å; at 2.59 to 2.54 Å and at 1.93 to 1.91 Å) become simple lines (at 4.71 1 0.02 Å or at 2.57 ± 0.01 Å or at 1.93 ± 0.01 Å).
Fast die Gesamtheit der Linien dieses Spektrums vann auf Grund einer tetragonalen Elementarzelle usgelegt werden, deren Volumen demjenigen der nonoklinen Zelle des BiVO4 sehr nahe kommt, ob-/ohl ihre Symmetrie erheblich abweicht.Almost the entirety of the lines of this spectrum can be laid out on the basis of a tetragonal unit cell, the volume of which comes very close to that of the nonoclinic cell of the BiVO 4 , although its symmetry deviates considerably.
2. Zusammensetzung: , 1 MoO3- 1 Bi2O3 0,6 V2O5 2. Composition:, 1 MoO 3 - 1 Bi 2 O 3 0.6 V 2 O 5
Wie aus der Darstellung c) der F i g. 1 hervorgeht, nd die Werte der Gitterabstände des Spektrums
ei Raumtemperatur alle größer, obwohl ihre Anzahl nd Intensität im wesentlichen gleich derjenigen der
ierst betrachteten Verbindung sind. Die Struktur eser Verbindung leitet sich unmittelbar von der
^hergehenden ab, obwohl ein Verlust der reinen :ragonalen Symmetrie (pseudotetragonale oder verrrt
tetragonale Elementarzellen) möglich ist.
In diesem Fall werden die vorerwähnten drei kennichnenden Doppellinien des Spektrums des BiVO4
zu den einzelnen Linien bei 4,74 ± 0,02Ä, 2,60 ± 0,01 Ä
und 1,94 ±0,01 Ä. Alle übrigen ternären Verbindungen lassen sich mit geringen Parameterschwankungen
auf ein Spektrum und folglich auf eine Struktur dieser beiden Arten zurückführen.As shown in illustration c) of FIG. 1 shows that the values of the lattice spacings of the spectrum at room temperature are all greater, although their number and intensity are essentially the same as that of the compound under consideration. The structure of this connection is derived directly from the previous one, although a loss of the pure: rectangular symmetry (pseudotetragonal or verrrt tetragonal unit cells) is possible.
In this case, the aforementioned three characteristic double lines of the spectrum of the BiVO 4 become the individual lines at 4.74 ± 0.02 Å, 2.60 ± 0.01 Å and 1.94 ± 0.01 Å. All other ternary compounds can be traced back to a spectrum and consequently to a structure of these two types with small parameter fluctuations.
In dem ternären Diagramm der Fig. II sind in Abhängigkeit von den Molekularanteilen der drei Ausgangsoxyde die Zonen gezeigt, in denen das ternäre System Bi2O3 ■ MoO3 · V2O5 besteht.In the ternary diagram of FIG. II, the zones are shown as a function of the molecular proportions of the three Ausgangsoxyde in which the ternary system Bi 2 O 3 ■ MoO 3 · V 2 O 5 consists.
Dieses Diagramm gestattet es, die Zone des Bestehens eines ternären Systems Mo—Bi—V in Abwesenheit von binären Verbindungen, die mittels Röntgenstrahlen in beachtlichen Mengen identifizierbar sind, zu begrenzen.This diagram makes it possible to identify the zone of existence of a ternary system Mo-Bi-V in the absence of binary compounds that can be identified in considerable quantities by means of X-rays are to limit.
In der in F i g. II innerhalb des Dreiecks ABC gezeichneten Zone sind die nach der Erfindung erhältlichen neuen Verbindungen vorhanden. Längs der Linie B-C befinden sich insbesondere auch neue Verbindungen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie noch das Röntgenspektrum des BiVO4, d. Ti. ein monoklines Gitter trotz der Anwesenheit des Molybdäns, mit Parameterveränderungen aufweisen.In the in F i g. II within the triangle ABC drawn zone, the new compounds obtainable according to the invention are present. Along the line BC there are also new connections in particular, which are characterized in that they still have the X-ray spectrum of the BiVO 4 , i. Ti. Have a monoclinic lattice despite the presence of molybdenum, with parameter changes.
Die Verhältnisse der Bestandteile, ausgedrückt in Form der Molekularverhältnisse des Molybdän-, Vanadium- und Wismutoxyds, müssen in gegenseitiger Abhängigkeit innerhalb folgender Grenzen liegen:The proportions of the constituents, expressed in the form of the molecular ratios of the molybdenum, Vanadium and bismuth oxide must be interdependent within the following limits:
Bi2(VMoO3' = 0,076 bis 9,3, Bi2O3/V2O5 = 0,076 bis 2,2, ' V2O5/MoO3 = 0,076 bis 9,3.Bi 2 (VMoO 3 '= 0.076 to 9.3, Bi 2 O 3 / V 2 O 5 = 0.076 to 2.2,' V 2 O 5 / MoO 3 = 0.076 to 9.3.
Es versteht sich, daß die nach der Erfindung erhaltenen Verbindungen von Verunreinigungen begleitet sein können, die beispielsweise aus isolierten Oxyden und ähnlichen oder anderen, nicht identifizierten Verunreinigungen bestehen können, wobei natür-: lieh die katalytische Wirksamkeit von der Reinheit der Verbindung abhängt.It will be understood that the compounds obtained according to the invention are accompanied by impurities may be, for example, from isolated oxides and the like or others, unidentified Impurities can exist, being natural: borrowed the catalytic effectiveness from the purity depends on the connection.
Die in Fig. II bezüglich der erfindungsgemäß erhaltenen Molybdovanadaten verwendeten Symbole besitzen die folgenden Bedeutungen: , ■·■■■·The symbols used in FIG. II with respect to the molybdovanadates obtained according to the invention have the following meanings:, ■ · ■■■ ·
Λ stellt das verzerrte monokline Kristallgitter dar, ■ - O stellt das tetragonale Kristallgitter dar, /7 stellt das verzerrte tetragonale Kristallgitter dar. Λ represents the distorted monoclinic crystal lattice, ■ - O represents the tetragonal crystal lattice, / 7 represents the distorted tetragonal crystal lattice.
Die gleichen Symbole mit einem oder mehreren. Strichen zeigen das Vorhandensein einer oder mehrerer Verunreinigungen in den entsprechenden Verbindungen an. Die schwarzen Quadrate zeigen das Wismutmolybdat außer der neuen Verbindung an. ...'....-...·The same symbols with one or more. Dashes indicate the presence of one or more Impurities in the corresponding compounds. The black squares show the bismuth molybdate except for the new connection. ...'....-... ·
Die Herstellung der Wismut-Vanadomolybdate erfolgt unter Berücksichtigung der vorstehend aufgeführten Molverhältnisse, vorzugsweise nach einer der beiden folgenden Methoden: ·-.- · ;. - : The bismuth vanadomolybdates are prepared taking into account the molar ratios listed above, preferably by one of the two following methods: · -.- ·;. - :
1. Methode: Ammoniumparamolybdat wird bei 80° C in Wasserüberschuß gelöst, worauf Ammoniummetavanadat hinzugefügt wird. Die so erhaltene, intensiv gelbe Lösung wird dann einer salpetersauren .·= Wismutnitratlösung hinzugefügt, wobei sich ein .Niederschlag bildet, der je nach dem Vanadiumgehalt mehr oder weniger intensiv ziegelrot gefärbt ist. Nach dem Trocknen dieses Niederschlages im Ofen bei 1000C wird bis zu 5000C kalziniert.1st method: ammonium paramolybdate is dissolved in excess water at 80 ° C., whereupon ammonium metavanadate is added. The intensely yellow solution obtained in this way is then added to a nitric acid. · = Bismuth nitrate solution, a precipitate forming which, depending on the vanadium content, is more or less intensely brick-red in color. After this precipitate has been dried in the oven at 100 ° C., it is calcined up to 500 ° C.
2. Methode: Ammoniumpara- bzw. -heptamolybdat wird bei 80° C in Wasser und gegebenenfalls Ammoniak gelöst, und der Lösung wird Ammoniummetavanadat hinzugefügt, das im ammoniakhaltigen Milieu zu keiner Färbung führt. Die erhaltene Lösung bzw. Suspension wird einer salpetersauren Wismutnitrat-2nd method: ammonium para- or heptamolybdate is dissolved in water and optionally ammonia at 80 ° C, and the solution becomes ammonium metavanadate added, which does not lead to any coloration in an ammonia-containing environment. The solution or Suspension is a nitric acid bismuth nitrate
lösung zugegeben, und auch in diesem Fall wird im Ofen bei 1000C getrocknet und bis zu 500cC kalziniert, wobei vor dem Trocknen ein kieselsäurehaltiger Träger hinzugefügt werden kann. Die nach der Erfindung erhaltenen Verbindungen weisen zahlreiche Vorteile auf, wie ihre vielseitige Verwendbarkeit vereint mit einer lang andauernden Wirksamkeit dank ihrer großen Wärmebeständigkeit und ihres hohen Schmelzpunktes. In jedem Fall zeigten sie ein besseres Verhalten als die mechanischen Mischungen der Oxyde und eine zeitlich lang andauernde katalytische Wirksamkeit, die größer als jene zahlreicher Salze mit unter 7000C liegendem Schmelzpunkt ist, da die mittels dieser Verbindungen katalysierten Reaktionen sich innerhalb eines Temperaturbereiches von 450 bis 55O°C abspielen.solution is added, and in this case too, drying is carried out in the oven at 100 ° C. and calcination up to 500 ° C., it being possible for a silica-containing carrier to be added before drying. The compounds obtained according to the invention have numerous advantages, such as their versatility combined with a long-term effectiveness thanks to their great heat resistance and their high melting point. In any case, it showed a better behavior than the mechanical mixtures of the oxides and a time long-lasting catalytic effectiveness that is greater than that of many salts with lying below 700 0 C melting point, as catalyzed by these compounds reactions within a temperature range of 450 play up to 55O ° C.
Aus der australischen Patentschrift 2 47 057 und der britischen Patentschrift 8 85 422 sind zwar schon Oxydationskatalysatoren bekannt, die neben Molybdän und Wismut Arsen enthalten, welches wie Vanadium in der V. Gruppe des Periodischen Systems steht. Bekanntlich werden jedoch Oxydation und Ammoxydation von Olefinen bei Temperaturen in der Größenordnung von 450 bis 5500C durchgeführt. Da die Zersetzungspunkte von Wismutarsenat (BiAsO4) und Arsensäureanhydrid (As2O5) mit 300 bzw. 450° C unter diesem Temperaturbereich liegen, werden diese arsenhaltigen Katalysatorsysteme im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen vanadiumhaltigen Katalysatorsystemen (der Schmelzpunkt von BiVO4 liegt bei 958°C; V2O5 schmilzt bei 674 ± 3,8°C) unter Betriebsbedingungen in ihrer chemischen Zusammensetzung und damit in ihrer katalytischen Aktivität allmählich verändert. Als weiterer Nachteil dieser arsenhaltigen Katalysatorsysteme ergibt sich die hohe Toxizität der bei ihrer Verwendung auftretenden flüchtigen Arsenverbindungen.From Australian patent specification 2 47 057 and British patent specification 8 85 422, oxidation catalysts are already known which, in addition to molybdenum and bismuth, contain arsenic, which, like vanadium, is in Group V of the Periodic Table. However, oxidation and ammoxidation are known to be carried out of olefins at temperatures of the order of 450 to 550 0 C. Since the decomposition points of bismuth arsenate (BiAsO 4 ) and arsenic anhydride (As 2 O 5 ) are 300 and 450 ° C below this temperature range, these arsenic-containing catalyst systems are in contrast to the vanadium-containing catalyst systems according to the invention (the melting point of BiVO 4 is 958 ° C; V 2 O 5 melts at 674 ± 3.8 ° C) under operating conditions in their chemical composition and thus in their catalytic activity gradually changed. Another disadvantage of these arsenic-containing catalyst systems is the high toxicity of the volatile arsenic compounds that occur when they are used.
Aus der französischen Patentschrift 12 55 121 sind zwar Katalysatoren bekannt, die Oxyde des Vanadins, Wismuts und Molybdäns enthalten können. Hierbei handelt es sich jedoch um solche Katalysatoren, die keine neue Verbindung im Sinne der vorliegenden Erfindung ergeben. Ferner sind aus der französischen Patentschrift 13 82 521 Oxydationskatalysatoren auf Basis von Molybdän- und Wismutoxyden mit geringem Gehalt an Vanadinoxyd bekannt, die durch Umsetzung von Ammoniumheptamolybdat, Ammoniummetavanadat und Wismutnitrat in wäßrigem, ammoniakalischem Medium hergestellt werden. Wie ein Vergleich der Röntgendiagramme zeigt, unterscheiden sich diese Katalysatoren in ihrer Struktur von den erfindungsgemäßen Katalysatoren, und außerdem weisen sie andere Mengenverhältnisse der Komponenten auf.From the French patent 12 55 121 catalysts are known, the oxides of vanadium, May contain bismuth and molybdenum. However, these are catalysts that do not result in a new compound within the meaning of the present invention. Furthermore, from the French Patent 13 82 521 oxidation catalysts based on molybdenum and bismuth oxides with low Vanadium oxide content known by the conversion of ammonium heptamolybdate, ammonium metavanadate and bismuth nitrate in an aqueous ammoniacal medium. As a Comparison of the X-ray diagrams shows that these catalysts differ in their structure from those according to the invention Catalysts, and they also have different proportions of the components on.
In den folgenden Beispielen wird die Herstellung einiger Vanadomolybdate beschrieben und ihre Wirksamkeit im Fall der Herstellung von Acrylnitril aus Olefinen, Ammoniak und Sauerstoff erläutert.The following examples describe the preparation of some vanado molybdates and their effectiveness explained in the case of the production of acrylonitrile from olefins, ammonia and oxygen.
883 g Paramolybdat (entsprechend 720 g MoO3 = 5 Mol) werden in 1000 cm-1 H2O bei 800C gelöst, und der Lösung werden zuerst 233,5 g Ammoniummetavanadat (entsprechend 182 g V2O5 = 1 Mol) und sodann unter Rühren eine Lösung von 1663 g Wismutnitrat (entsprechend 773 g Bi2O3 = 1,66MoI) in 95cm3 konz. HNO3 und 915 cm3 H2O hinzugefügt.883 g paramolybdate (corresponding to 720 g MoO 3 = 5 mol) are dissolved in 1000 cm- 1 H 2 O at 80 0 C, and the solution is first 233.5 g ammonium metavanadate (corresponding to 182 g V 2 O 5 = 1 mol) and then a solution of 1663 g of bismuth nitrate (corresponding to 773 g of Bi 2 O 3 = 1.66MoI) in 95 cm 3 of conc. HNO 3 and 915 cm 3 H 2 O added.
Schließlich werden 718 g kieselsäurehaltiger Träger zugegeben, und es wird einige Stunden lang gerührt,
worauf im Ofen bei 100'C getrocknet, gemahlen, granuliert und bei 500°C kalziniert wird.
Die Struktur der erhaltenen Verbindung ist auf ein Spektrum der Type Bi2O3 · MoO3 · 0,6 V2O5 (F i g. I
unteres Spektrum) zurückzuführen, wobei ein Rückstand von Molybdänsäureanhydrid vorhanden ist.
Das Erzeugnis besitzt die Zusammensetzung 50% ίο 3 MoO3 · 1 Bi2O3 · 0,6 V2O5 auf kieselsäurehaltigem
Träger.Finally, 718 g of silica-containing carrier are added and the mixture is stirred for a few hours, after which it is dried in the oven at 100.degree. C., ground, granulated and calcined at 500.degree.
The structure of the compound obtained can be traced back to a spectrum of the type Bi 2 O 3 · MoO 3 · 0.6 V 2 O 5 (FIG. 1 lower spectrum), with a residue of molybdic anhydride being present. The product has the composition 50% ίο 3 MoO 3 · 1 Bi 2 O 3 · 0.6 V 2 O 5 on a silica-containing carrier.
883 g Paramolybdat (entsprechend 720 g MoO3 =5 Mol) werden in 1000 cm3 H2O bei 8O0C gelöst, und der Lösung werden zuerst 233,5 g Ammoniummetavanadat (entsprechend 182 g V2O5 = 1 Mol) und sodann unter Rühren eine Lösung von 1663 g Wismutnitrat (entsprechend 773 g Bi2O3 = 1,66 Mol) in 95 cm3 konz. HNO3 und 915 cm3 H2O hinzugefügt.883 g paramolybdate (corresponding to 720 g MoO 3 = 5 moles) are dissolved in 1000 cm 3 of H 2 O at 8O 0 C, and the solution are first 233.5 g of ammonium metavanadate (corresponding to 182 g V 2 O 5 = 1 mol) and then a solution of 1663 g of bismuth nitrate (corresponding to 773 g of Bi 2 O 3 = 1.66 mol) in 95 cm 3 of conc. HNO 3 and 915 cm 3 H 2 O added.
Schließlich werden 718 g Kieselgur zugegeben, und es wird einige Stunden lang gerührt, worauf im Ofen bei 10O0C getrocknet, gemahlen, granuliert und bei 500° C kalziniert wird.Finally, 718 g of kieselguhr are added and the mixture is stirred for several hours, followed by drying in an oven at 10O 0 C, ground, granulated and calcined at 500 ° C.
Die Struktur ist analog jener des Erzeugnisses nach Beispiel 1 mit einem Rückstand von Molybdänsäureanhydrid, und die Zusammensetzung ist die gleiche des Erzeugnisses nach Beispiel 1, jedoch zu 50% auf Kieselgur.The structure is analogous to that of the product according to Example 1 with a residue of molybdic anhydride, and the composition is the same as the product of Example 1, but 50% up Kieselguhr.
B e i s ρ i e 1 3B e i s ρ i e 1 3
Es wird wie im Beispiel 1 vorgegangen, wobei 220,75 g Paramolybdat (entsprechend 180 g MoO3 = 1,25 Mol) in 2000 cm3 H2O bei 8O0C gelöst werden, sodann 175,5 g Metavanadat (entsprechend 136,5 g V2O5 = 0,75 Mol) hinzugegeben werden und die so erhaltene Lösung dann unter Rühren einer Lösung von 1212,75 g Wismutnitrat (entsprechend 582,5 g Bi2O3 = 1,25 Mol)in 70 cm3 konz. HNO3 und 670 cm3 It is as the procedure in Example 1, 220.75 g paramolybdate 3 H 2 O are dissolved at 8O 0 C (corresponding to 180 g MoO 3 = 1.25 moles) in 2000 cm, then 175.5 g metavanadate (corresponding to 136, 5 g of V 2 O 5 = 0.75 mol) are added and the solution thus obtained is then stirred into a solution of 1212.75 g of bismuth nitrate (corresponding to 582.5 g of Bi 2 O 3 = 1.25 mol) in 70 cm 3 conc. ENT 3 and 670 cm 3
4c H2O zugegeben wird. Schließlich werden 2965 g kieselsäurehaltiger Träger (= 899 g SiO2) zugegeben, es wird bei 10O0C getrocknet, gemahlen, granuliert und bis zu 5000C kalziniert.4c H 2 O is added. Finally 2965 g of siliceous carriers (= 899 g SiO 2) is added, it is dried at 10O 0 C, ground, granulated and calcined up to 500 0 C.
Das Erzeugnis besitzt eine verzerrte tetragonale Struktur (F i g. I unteres Spektrum), und die Zusammensetzung ist 50% Bi2O3 · MoO3 · 0,6 V2O5 auf kieselsäurehaltigem Träger.The product has a distorted tetragonal structure (Fig. I, lower spectrum) and the composition is 50% Bi 2 O 3 · MoO 3 · 0.6 V 2 O 5 on a silica carrier.
Es wird wie im Beispiel 1 vorgegangen, wobei 530 g Paramolybdat (entsprechend 432 g MoO3 = 3,0 Mol) in 4000 cm3 H2O bei 8O0C gelöst werden, sodann 351 g Ammoniummetavanadat (entsprechend 273 g V2O5 = 1,5 Mol) hinzugefügt werden und schließlieh unter starkem Rühren 2425,5 g Wismutnitrat (entsprechend 1165 g Bi2O, = 2,5 Mol) in 140 cm3 konz. HNO3 und 1340 cm H2O gelöst zugegeben werden. Es werden dann noch 801,5 g Kieselgur zugegeben, es wird einige Stunden lang gerührt, im Ofen getrocknet, gemahlen, granuliert und bis zu 500° C kalziniert.It is as the procedure in Example 1, 530 g paramolybdate (corresponding to 432 g MoO 3 = 3.0 moles) in 4000 cm 3 of H 2 O at 8O 0 C dissolved, then 351 g of ammonium metavanadate (corresponding to 273 g V 2 O 5 = 1.5 mol) are added and finally, with vigorous stirring, 2425.5 g of bismuth nitrate (corresponding to 1165 g of Bi 2 O, = 2.5 mol) in 140 cm 3 of conc. HNO 3 and 1340 cm H 2 O are added dissolved. 801.5 g of kieselguhr are then added, the mixture is stirred for a few hours, dried in the oven, ground, granulated and calcined up to 500.degree.
Die Struktur des Erzeugnisses ist sehr rein und frei von Nebenprodukten und kann als gering verzerrte tetragonale Struktur gedeutet werden (eine Struktur, die etwa zwischen den beiden in F i g. I beispielsweise dargestellten liegt). Das Erzeugnis besitzt eine Zusammensetzung von 70% 1,2 MoO3 · 1 Bi2O3 ■ 0,6 V2O5 auf Kieselgur.The structure of the product is very pure and free of by-products and can be interpreted as a slightly distorted tetragonal structure (a structure that lies roughly between the two shown in FIG. 1, for example). The product has a composition of 70% 1.2 MoO 3 · 1 Bi 2 O 3 · 0.6 V 2 O 5 on kieselguhr.
Es wird auf gleiche Weise und mit den gleichen Mengen der Reaktionsteilnehmer wie im vorhergehenden Beispiel gearbeitet, nur daß an Stelle des kieselsäurehaltigen Trägers 1005 g Kieselgur zugegegen werden. Es wird dann 5 Stunden lang gerührt, im Ofen bei 10O0C getrocknet, gemahlen, granuliert und bei 500° C kalziniert. Die Zusammensetzung des Produktes entspricht jener des Beispiels 5, nur daß es zu 50% auf Kieselgur vorliegt.The procedure is in the same way and with the same amounts of the reactants as in the previous example, except that 1005 g of kieselguhr are added instead of the silica-containing carrier. It is then stirred for 5 hours, dried in an oven at 10O 0 C, ground, granulated and calcined at 500 ° C. The composition of the product corresponds to that of Example 5, except that 50% of it is made up of kieselguhr.
Es wird wie im Beispiel 5 vorgegangen, wobei 528 g Paramolybdat (entsprechend 432 g MoO3
= 3 Mol) in 390 cm3 NH4OH und 1200 cm3 H2O,
351 g NH4VO3 (entsprechend 273 g V2O5 = 1,5 Mol)
und 2425,5 g Wismutnitrat (entsprechend 1165 ^
= 2,5 Mol) in 243 cm3 HNO3 und 1900 cm
sowie 6171 g 30%iger kieselsäurehaltiger Träger verwendet werden. Die Struktur des Produktes ist verzerrt
(Fig. I Spektrum der Art Bi2O3 -MoO3-0,6 V2O5),
ohne daß Mengen von Nebenprodukten vorhanden sind, die mittels Röntgenstrahlen nennenswert feststellbar
sind. Die Zusammensetzung ist ähnlich derjenigen des Produktes des Beispiels 4, doch liegt es
zu 50% auf kieselsäurehaltigem Träger vor.The procedure is as in Example 5, with 528 g paramolybdate (corresponding to 432 g MoO 3 = 3 mol) in 390 cm 3 NH 4 OH and 1200 cm 3 H 2 O, 351 g NH 4 VO 3 (corresponding to 273 g V 2 O 5 = 1.5 mol) and 2425.5 g bismuth nitrate (corresponding to 1165 ^
= 2.5 mol) in 243 cm 3 HNO 3 and 1900 cm
and 6171 grams of 30% silica carrier can be used. The structure of the product is distorted (Fig. I spectrum of the type Bi 2 O 3 -MoO 3 -0.6 V 2 O 5 ), without the presence of quantities of by-products which can be significantly detected by means of X-rays. The composition is similar to that of the product of Example 4, but 50% silica support.
Bi2O3 H2OBi 2 O 3 H 2 O
1010
528 g Ammoniumparamolybdat (entsprechend 432 g MoO3 = 3 Mol) werden in 390 cm3 NH4OH und 1200 cm3 H2O gelöst, es wird auf 800C erwärmt, es werden 140,1 g Ammoniummetavanadat (entsprechend 108 g V2O5 = 0,60 Mol) hinzugegeben, und es wird in der Wärme gerührt. Der erhaltenen Suspension wird 996 g Wismutnitrat (entsprechend 466 g Bi2O3 = 1 Mol) in 78 cm3 HNO3 und 540 cm3 H2O gelöst hinzugegeben. Es wird 1 Stunde lang gerührt, es werden 3316,5 g kieselsäurehaltiger Träger zu 30% (1005 g SiO2) zugegeben, es wird 18 Stunden lang gerührt, im Ofen bei 10O0C getrocknet, gemahlen, granuliert und bei 500° C kalziniert. Die Zusammensetzung des Produktes ist die gleiche wie jene des Beispiels 1.528 g of ammonium paramolybdate (corresponding to 432 g of MoO 3 = 3 mol) are dissolved in 390 cm 3 of NH 4 OH and 1200 cm 3 of H 2 O, it is heated to 80 ° C., 140.1 g of ammonium metavanadate (corresponding to 108 g of V 2 O 5 = 0.60 mol) are added and the mixture is stirred while it is warm. 996 g of bismuth nitrate (corresponding to 466 g of Bi 2 O 3 = 1 mol) dissolved in 78 cm 3 of HNO 3 and 540 cm 3 of H 2 O are added to the suspension obtained. It is stirred for 1 hour, it will be 3316.5 g of siliceous carrier to 30% (1005 g of SiO 2) was added, the mixture is stirred for 18 hours, dried in an oven at 10O 0 C, ground, granulated and calcined at 500 ° C . The composition of the product is the same as that of Example 1.
Es wird wie im Beispiel 7 unter Verwendung der gleichen Mengen von Reaktionsteilnehmern vorgegangen, nur daß an Stelle des kieselsäurehaltigen Trägers 801,5 g Kieselgur zugegeben werden. Die Zusammensetzung des Produktes entspricht derjenigen des Beispiels 4.The procedure is as in Example 7 using the same amounts of reactants, only that 801.5 g of kieselguhr are added instead of the silica-containing carrier. The composition of the product corresponds to that of Example 4.
Die folgenden Beispiele erläutern die Anwendung und Nützlichkeit der nach der Erfindung erhaltenen Katalysatoren.The following examples illustrate the application and utility of those obtained according to the invention Catalysts.
B e i s ρ i e 1 9B e i s ρ i e 1 9
Ein Katalysator wurde zubereitet, indem eine wäßrige Lösung von Ammoniummolybdat und Ammoniumvanadat mit einer salpetersauren Wismutnitratlösung und mit Kieselgur gemischt wurde, so daß im kalzinierten Produkt 50% Wirkteile mit Atomverhältnissen Bi/V/Mo von 10/6/6, d. h. ein auf den Wirkanteil berechneter Gehalt von 55,9% Bi, von 8,2% V und von 15,4% Mo vorhanden war.A catalyst was prepared by adding an aqueous solution of ammonium molybdate and ammonium vanadate was mixed with a nitric acid bismuth nitrate solution and with kieselguhr, so that in the calcined product 50% active parts with atomic ratios Bi / V / Mo of 10/6/6, i.e. H. on the active component calculated levels of 55.9% Bi, 8.2% V and 15.4% Mo were present.
Nach der Kalzinierung zeigte dieser Katalysator bei der Röntgenstrahlenuntersuchung das charakteristische Spektrum des Wismutvanadats mit verzerrter tetragonaler Struktur und ohne freiem MoO3.After calcination, X-ray examination of this catalyst showed the characteristic spectrum of bismuth vanadate with a distorted tetragonal structure and without free MoO 3 .
Der Katalysator wurde in Form kleiner Zylinder mit Abmessungen von 4x6 mm ausgepreßt, welche in ein Reaktionsrohr mit einem Innendurchmesser von 40 mm, das durch eine in einem Mantel umlaufende warme Flüssigkeit erwärmt war, gegeben wurden.The catalyst was pressed out in the form of small cylinders with dimensions of 4x6 mm, which in a Reaction tube with an internal diameter of 40 mm, which is connected by a circumferential in a jacket warm liquid was given.
Das Katalysatorbett besaß eine Höhe von 4 m. Das Rohr wurde mit verschiedenen Durchsatzmengen einer Gasmischung folgender Volumenzusammensetzung gespeist: 5,8% C3H6, 6,4% NH3, 58,6% Luft, 29,2% Wasser.The height of the catalyst bed was 4 m and the tube was fed with various throughput rates of a gas mixture of the following volume composition: 5.8% C 3 H 6 , 6.4% NH 3 , 58.6% air, 29.2% water.
Während der Umsetzung betrug die Temperatur des Katalysatorbettes 480 bis 5200C, und es wurde praktisch bei Atmosphärendruck gearbeitet.During the reaction, the temperature of the catalyst bed was 480 to 520 0 C, and it was worked practically at atmospheric pressure.
Die erzielten Ergebnisse, ausgedrückt als prozentuale Umwandlung des Propylens und als Molarausbeuten (erzeugte Mol je MoI des zugeführten C3H6) an Acrylnitril (ACN), Acetonitril (ACEN), HCN und Acrolein (Acrol), in Abhängigkeit von den verschiedenen Zufuhrgeschwindigkeiten, sind nachfolgend zusammengefaßt. The results obtained, expressed as percentage conversion of propylene and as molar yields (generated moles per mol of C 3 H 6 fed) of acrylonitrile (ACN), acetonitrile (ACEN), HCN and acrolein (Acrol), depending on the different feed rates, are summarized below.
Die Selektivität ist als Mol erzeugten ACN pro Mol umgesetzten C3H6 zu verstehen.The selectivity is to be understood as the moles of ACN produced per mole of C 3 H 6 converted.
709618/398709618/398
1010
Der Katalysator nach Beispiel 1 wurde in einer halbindustriellen Anlage, bestehend aus einem mit dem Katalysator gefüllten und mit den Reaktionsteilnehmern mit räumlicher Geschwindigkeit speisbaren Reaktionsrohr, verwendet. Die Reaktionsbedingungen waren die folgenden:The catalyst according to Example 1 was in a semi-industrial plant consisting of one with the catalyst Filled reaction tube that can be fed with the reaction participants at spatial speed, used. The reaction conditions were as follows:
Temperatur 480 bis 5200C, Verhältnisse C3H6/NH3/Luft/H2O = 1/1,4/9,0/45, konz. C3H6 = 1,8 Volumprozent.Temperature 480 to 520 0 C, ratios C 3 H 6 / NH 3 / air / H 2 O = 1 / 1.4 / 9.0 / 45, conc. C 3 H 6 = 1.8 volume percent.
In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse wiedergegeben, die bei Versuchen mit steigenden Werten der räumlichen Geschwindigkeit erzielt wurden:The following table shows the results obtained in tests with increasing values of the spatial speed were achieved:
Räumliche Umwandlung MolarausbeuteSpatial conversion molar yield
Geschwindigkeitspeed
C3H6 % %C 3 H 6 %%
Nl/h.1. C3H6 Nl / h.1. C 3 H 6
ACN ACEN HCN AcrolACN ACEN HCN Acrol
CO2 COCO 2 CO
Selektivität Verhältnis
ACN/RCNSelectivity ratio
ACN / RCN
ACNACN
Prod.Prod.
Bilanz CBalance C
gACN/h. 1. %gACN / h. 1. %
3,53.5
57,257.2
21,9 74,0 45,921.9 74.0 45.9
22,9 73,2 49,722.9 73.2 49.7
29,5 66,6 42,429.5 66.6 42.4
RCN = ACN + ACEN + HCN.RCN = ACN + ACEN + HCN.
nichtnot
best.best.
4,04.0
2,72.7
2,12.1
17,0 Spuren17.0 tracks
11,7 Spuren11.7 lanes
14,3 1,514.3 1.5
12,3 Spuren12.3 lanes
64,7 —64.7 -
15,015.0
8585
In der gleichen Anlage wie im vorhergehenden Beispiel wurde der Katalysator nach Beispiel 3 verwendet. Die Arbeitsbedingungen waren folgende:In the same plant as in the previous example, the catalyst according to example 3 was used. The working conditions were as follows:
Temperatur 480 bis 5200C, Verhältnisse C3H6/NH3/Luft/H2 O = 1/1,4/8,5/18, konz. C3H6 = 3,5 Volumprozent.Temperature 480 to 520 0 C, ratios C 3 H 6 / NH 3 / air / H 2 O = 1 / 1.4 / 8.5 / 18, conc. C 3 H 6 = 3.5 volume percent.
In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen wiedergegeben, die bei steigenden Werten der räumlichen Geschwindigkeit erzielt wurden:The following table shows the results of a series of tests, those with increasing Spatial velocity values were obtained:
Es wurde in der Anlage nach Beispiel 10 der Katalysator nach Beispiel 4 verwendet, wobei folgende Arbeitsbedingungen bestanden:The catalyst according to Example 4 was used in the plant according to Example 10, with the following working conditions passed:
Temperatur 480 bis 5200C, Verhältnisse C3H6/NH3/Luft/H2O = 1/1,3/8,5/25, konz. C3H6 = 2,8 Volumprozent.Temperature 480 to 520 0 C, ratios C 3 H 6 / NH 3 / air / H 2 O = 1 / 1.3 / 8.5 / 25, conc. C 3 H 6 = 2.8 volume percent.
Die folgende Tabelle gibt die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen an, die bei steigenden Werten der räumlichen Geschwindigkeit erzielt wurden:The following table shows the results of a series of tests that were carried out with increasing values of the spatial Speed were achieved:
384,6 g Ammoniumheptamolybdat (entsprechend 313,3 g MoO3 = 2,175 Mol) werden in 870 cm3 H2O bei 400C gelöst, und der Lösung werden zuerst 284 cm3 32%iges NH4OH und dann 207 g Ammoniummetavanadat (entsprechend 161,6 g/V2O5 = 0,89 Mol) zugegeben. Die so erhaltene Vanadomolybdänsuspension wird in eine Lösung von 1553 g Wismutnitrat in 107 cm3 HNO3 (65 Gewichtsprozent) und 1120 cm3 Wasser geleert. Es wird 30 Minuten lang energisch gerührt, und unter weiterem Rühren werden 4068 g 30%iger kolloidaler kieselsäurehaltiger Träger mit Ammoniak stabilisiert zugegeben; sodann wird durch feine Zerstäubung getrocknet, und die so erhaltene384.6 g of ammonium heptamolybdate (corresponding to 313.3 g of MoO 3 = 2.175 mol) are dissolved in 870 cm 3 of H 2 O at 40 ° C., and the solution is first 284 cm 3 of 32% NH 4 OH and then 207 g of ammonium metavanadate (corresponding to 161.6 g / V 2 O 5 = 0.89 mol) were added. The vanado molybdenum suspension obtained in this way is poured into a solution of 1553 g of bismuth nitrate in 107 cm 3 of HNO 3 (65 percent by weight) and 1120 cm 3 of water. The mixture is vigorously stirred for 30 minutes, and 4068 g of 30% strength colloidal silica-containing carrier stabilized with ammonia are added with further stirring; then it is dried by fine atomization, and the resultant
35 Paste wird granuliert. Die erhaltenen Zylinder werden bis zu 5000C kalziniert.35 Paste is granulated. The cylinders obtained are calcined up to 500 0 C.
Der Katalysator besitzt folgende Zusammensetzung:The catalyst has the following composition:
1,36 MoO3-I Bi2O3 · 0,55 V2O5 zu 50% auf kieselsäurehaltigem Träger.1.36 MoO 3 -I Bi 2 O 3 · 0.55 V 2 O 5 to 50% on a silica-containing carrier.
Dieser Katalysator wurde in der Anlage nach Beispiel 10 versucht, wobei die folgenden Reaktionsbedingungen bestanden:This catalyst was in the plant according to Example 10 tried, where the following reaction conditions were met:
Temperatur 465 bis 535° C,Temperature 465 to 535 ° C,
Verhältnisse C3H6ZNH3ZLUfVH2 O = 1/1,30/9,5/15.Ratios C 3 H 6 ZNH 3 ZLUfVH 2 O = 1 / 1.30 / 9.5 / 15.
Die folgende Tabelle gibt die in 10 Versuchen erzielten mittleren Ergebnisse an:The following table shows the mean results obtained in 10 tests:
Räumliche Um- MolarausbeuteSpatial um molar yield
Geschwindigkeit Wandlung
C3H6 %Speed change
C 3 H 6 %
Selektivität Verhältnis Prod. BilanzSelectivity ratio prod. Balance
ACN/RCN '".-... ..ACN / RCN '".-... ..
C3H6 C 3 H 6
ACN ACEN HCN Acrol CO2 CO ACN -. g ACN/h. 1. %ACN ACEN HCN Acrol CO 2 CO ACN -. g ACN / h. 1. %
24,3 91,4 61,0 3,9 11,5 2,6 34,2 7,9 66,8 + 1,5 79,824.3 91.4 61.0 3.9 11.5 2.6 34.2 7.9 66.8 + 1.5 79.8
RCN = ACN + ACEN + HCN.RCN = ACN + ACEN + HCN.
3535
9696
5555
529 g Ammoniumheptamolybdat werden in 388 cm3 32%iges NH4OH und 1200 cm3 H2O gelöst, und der Lösung werden 234 g Ammoniummetavanadat zugegeben. Die erhaltene Vanadomolybdänsuspension wird in eine Lösung von 1940 g Wismutnitrat in 145 cm3 HNO3 (65%ig) und 1500 cm3 Wasser, die stark gerührt wird, geleert. Unter weiterem Rühren werden 5147 g 30%iger kolloidaler kieselsäurehaltiger Träger mit Ammoniak stabilisiert zugegeben. Es wird durch feine Zerstäubung getrocknet und granuliert. Die erhaltenen Zylinder werden bis zu 5000C kalziniert. 529 g of ammonium heptamolybdate are dissolved in 388 cm 3 of 32% NH 4 OH and 1200 cm 3 of H 2 O, and 234 g of ammonium metavanadate are added to the solution. The vanado molybdenum suspension obtained is poured into a solution of 1940 g of bismuth nitrate in 145 cm 3 of HNO 3 (65%) and 1500 cm 3 of water, which is vigorously stirred. With continued stirring, 5147 g of 30% strength colloidal silica-containing carrier stabilized with ammonia are added. It is dried and granulated by fine atomization. The cylinders obtained are calcined up to 500 0 C.
Zusammensetzung des Produktes:Composition of the product:
1,50 MoO3-I Bi2O3 · 0,50 V2O5 zu 50% auf kieselsäurehaltigem Träger.1.50 MoO 3 -I Bi 2 O 3 · 0.50 V 2 O 5 to 50% on a silica-containing carrier.
Der erhaltene Katalysator wurde in der Anlage nach Beispiel 10 versucht. Die Reaktionsbedingungen waren folgende:The catalyst obtained was tried in the plant according to Example 10. The reaction conditions were the following:
Temperatur 465 bis 535°C,
VerhältnisseTemperature 465 to 535 ° C,
Conditions
C3H6/NH3/Luft/H2O = 1/1,26/10,24/19,28.C 3 H 6 / NH 3 / air / H 2 O = 1 / 1.26 / 10.24 / 19.28.
Die folgende Tabelle gibt die Mittelwerte von 10 Versuchen an:The following table gives the mean values from 10 tests:
Räumliche Um- MolarausbeuteSpatial um molar yield
Geschwindigkeit Wandlung
C3H6 %Speed change
C 3 H 6 %
Selektivitätselectivity
Verhältnis Prod. ACN RCNRatio Prod. ACN RCN
Bilanz CBalance C
Nl/h. I.Nl / h. I.
C3H6 C 3 H 6
ACN ACEN HCN Acrol CO, CO ACNACN ACEN HCN Acrol CO, CO ACN
g ACN/h. 1. %g ACN / h. 1. %
24,3 82,6 56,1 3,5 10,1 3,8 19,2 6,124.3 82.6 56.1 3.5 10.1 3.8 19.2 6.1
RCN = ACN + ACEN + HCN.RCN = ACN + ACEN + HCN.
68,0 ± 1,3 80,5 32,268.0 ± 1.3 80.5 32.2
353,5 g Ammoniumheptamolybdat werden in 810 cm3 Wasser und 260 cm3 32%iges NH4OH gelöst. Es werden 272,5 g Ammoniummetavanadat zugegeben. Die so erhaltene Vanadomolybdänsuspension wird unter starkem Rühren einer Lösung von 1778 g Wismutnitrat in 115 ml HNO3 und 1200 ml H2O zugegeben. Sodann werden unter weiterem Rühren 4510 g 30%iger kolloidaler kieselsäurehaltiger Träger mit Ammoniak stabilisiert hinzugegeben, es wird durch feine Zerstäubung getrocknet und granuliert.353.5 g of ammonium heptamolybdate are dissolved in 810 cm 3 of water and 260 cm 3 of 32% NH 4 OH. 272.5 g of ammonium metavanadate are added. The vanado molybdenum suspension thus obtained is added to a solution of 1778 g of bismuth nitrate in 115 ml of HNO 3 and 1200 ml of H 2 O with vigorous stirring. Then 4510 g of 30% strength colloidal silica-containing carrier stabilized with ammonia are added with further stirring, it is dried by fine atomization and granulated.
Die erhaltenen Zylinder werden bis zu 5000C kalziniert. Die aktive Paste zu 50% auf kieselsäurehaltigem Träger besitzt folgende Zusammensetzung:The cylinders obtained are calcined up to 500 0 C. The 50% active paste on a silica carrier has the following composition:
1,09 MoO3-I Bi2O3 · 0,64 V2O5.1.09 MoO 3 -I Bi 2 O 3 · 0.64 V 2 O 5 .
Der so zubereitete Katalysator wurde in der im Beispiel 10 beschriebenen Anlage versucht. Die Reaktionsbedingungen waren die folgenden:The catalyst prepared in this way was tried in the plant described in Example 10. The reaction conditions were as follows:
Temperatur 475 bis 530° C,
VerhältnisseTemperature 475 to 530 ° C,
Conditions
C3H6/NH3/Luft/H2O = 1/1,08/10,28/13,5.C 3 H 6 / NH 3 / air / H 2 O = 1 / 1.08 / 10.28 / 13.5.
In der folgenden Tabelle sind die Mittelwerte von Versuchen angegeben:The mean values of tests are given in the following table:
Räumliche Um- MolarausbeuteSpatial um molar yield
Geschwindigkeit Wandlung
C3H6 %Speed change
C 3 H 6 %
%
C3H6 %
C 3 H 6
ACN ACEN HCN Aero! CO2 COACN ACEN HCN Aero! CO 2 CO
Selektivität Verhältnis Prod. BilanzSelectivity ratio prod. Balance
ACN/RCN
% CACN / RCN
% C
ACN % g ACN/h. 1. %ACN% g ACN / h. 1. %
24,2 89,6 59,2 3,224.2 89.6 59.2 3.2
RCN = ACN + ACEN + HCN.RCN = ACN + ACEN + HCN.
12,5 3,5 35,5 13,7 66,1 ±1,3 79,012.5 3.5 35.5 13.7 66.1 ± 1.3 79.0
33,933.9
9797
289 g Ammoniumheptamolybdat werden in 3670 ml H2O und 213,6 ml NH4OH gelöst. Unter starkem Rühren werden 155,5 g NH4VO3 in Suspension zugegeben. Der so erhaltenen Suspension wird innerhalb von 15 Minuten die Lösung von 1167 g Wismutnitrat in 840,7 ml H2O und 80,5 ml HNO3 zugegeben. Es werden 1800 g 50%iges Sol von kieselsäurehaltigem Träger hinzugefügt, und es wird 30 Minuten lang gerührt, wonach durch feine Zerstäubung getrocknet wird. Es wird bis zu 500° C kalziniert. Die Zusammensetzung des Katalysators zu 50% auf kieselsäurehaltigem Träger ist:289 g of ammonium heptamolybdate are dissolved in 3670 ml of H 2 O and 213.6 ml of NH 4 OH. 155.5 g of NH 4 VO 3 in suspension are added with vigorous stirring. The suspension obtained in this way is added to the solution of 1167 g of bismuth nitrate in 840.7 ml of H 2 O and 80.5 ml of HNO 3 over the course of 15 minutes. 1800 g of 50% sol of silicic acid-containing carrier are added and the mixture is stirred for 30 minutes, after which it is dried by fine atomization. It is calcined up to 500 ° C. The composition of the 50% silica support catalyst is:
1,36 MoO3 · 1 Bi2O3 · 0,55 V2O5.1.36 MoO 3 · 1 Bi 2 O 3 · 0.55 V 2 O 5 .
Der so zubereitete Katalysator wurde in der im Beispiel 10 beschriebenen Anlage versucht. Die Reaktionsbedingungen waren folgende:The catalyst prepared in this way was tried in the plant described in Example 10. The reaction conditions were as follows:
Temperatur 470 bis 5200C,
VerhältnisseTemperature 470 to 520 0 C,
Conditions
C3H6/NH3/Luft/H2O = 1/1,31/10,8/31,2.C 3 H 6 / NH 3 / air / H 2 O = 1 / 1.31 / 10.8 / 31.2.
In folgender Tabelle sind die mittleren Werte von Versuchen angegeben:The following table shows the mean values from tests:
Räumliche Um- MolarausbeuteSpatial um molar yield
Geschwindigkeit WandlungSpeed change
C3H6 % %C 3 H 6 %%
Nl/h.l. C3H6 ACN ACENNl / hl C 3 H 6 ACN ACEN
HCN Acrol CO2 CO SelektivitätHCN Acrol CO 2 CO selectivity
ACNACN
Verhältnis Prod. ACN/RCNProd. ACN / RCN ratio
Bilanz CBalance C
g ACN/h. 1. %g ACN / h. 1. %
24,6 94,6 65,0 3,224.6 94.6 65.0 3.2
RCN = ACN + ACEN + HCN.RCN = ACN + ACEN + HCN.
13,1 2,6 28,6 16,5 68,7 ± 1,6 79,913.1 2.6 28.6 16.5 68.7 ± 1.6 79.9
38,238.2
94,794.7
und 390 cm3 Ammoniak gelöst, wonach 351 g Ammoniummetavanadat (entsprechend 273 g V2O5 = 1,5 Mol) zugegeben werden. Die so erhaltene Va-and 390 cm 3 of ammonia are dissolved, after which 351 g of ammonium metavanadate (corresponding to 273 g of V 2 O 5 = 1.5 mol) are added. The varia-
530 g Ammoniumheptamolybdat (entsprechend nadomolybdänsuspension wird unter starkem Rüh-432 g MoO3 = 3 Mol) werden in 1200 cm3 Wasser ren einer Lösung von 2425 g Wismutnitrat (entspre-530 g of ammonium heptamolybdate (corresponding to nadomolybdenum suspension, 432 g of MoO 3 = 3 mol) are dissolved in 1200 cm 3 of water in a solution of 2425 g of bismuth nitrate (corresponding to
chend 1165g Bi2O3 = 2,5 Mol) in 243 cm3 HNO3 und 1900 cm3 Wasser zugegeben. Unter weiterem Rühren werden 6170 g 30%iger kolloidaler kieselsäurehaltiger Träger zugegeben, es wird im Ofen getrocknet, die Paste wird gemahlen und granuliert, und die erhaltenen Zylinder werden bis zu 500° C kalziniert.accordingly 1165 g Bi 2 O 3 = 2.5 mol) in 243 cm 3 HNO 3 and 1900 cm 3 water were added. With continued stirring, 6170 g of 30% strength colloidal silica-containing carrier are added, it is dried in the oven, the paste is ground and granulated, and the cylinders obtained are calcined up to 500.degree.
Träger besitzt folgende Zusammensetzung:
1,2MoO3 · 1 Bi2O3 0,6V2O5.Carrier has the following composition:
1.2MoO 3 · 1 Bi 2 O 3 0.6V 2 O 5 .
Der auf diese Weise zubereitete Katalysator wurde bei der Dehydrierung von Buten-1 in Verhältnissen C4Hg/Luft/Wasser = 1/6,5/24 verwendet, wobei fol-The catalyst prepared in this way was used in the dehydrogenation of butene-1 in the ratio C 4 Hg / air / water = 1 / 6.5 / 24, with the following
Die aktive Paste zu 50% auf kieselsäurehaltigem gende Ergebnisse erzielt wurden:The active paste to 50% on silica containing low results were obtained:
Geschwindigkeit
C1H8
Hl/h. 1. 'Spatial
speed
C 1 H 8
Hl / h. 1. '
0Ctemperature
0 C
C1H8
%conversion
C 1 H 8
%
%
Butadien AcroleinMolar yields
%
Butadiene acrolein
4,010.0
4.0
in Butadien
%selectivity
in butadiene
%
C
% ■Balance sheet
C.
% ■
17,718.5
17.7
480 bis 513500 to 525
480 to 513
90,696.6
90.6
62,441.8
62.4
5178
51
516
5
69,043.3
69.0
9280
92
Der gleiche Katalysator des vorherigen Beispiels wurde bei der Ammoxydation des Buten-1 verwendet, wobei Acrylnitril, Acetonitril, Cyanwasserstoff und Butadien neben geringen Mengen von Nitrilen C4 erhalten wurden. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle angegeben:The same catalyst from the previous example was used in the ammoxidation of butene-1, acrylonitrile, acetonitrile, hydrogen cyanide and butadiene being obtained in addition to small amounts of nitriles C 4 . The results are given in the following table:
578 g Ammoniummolybdat (entsprechend 3,27 Mol MoO3) werden in 427 ml Ammoniak und 1309 ml Wasser gelöst, dann gibt man zuerst 310,8 g Ammoniummetavanadat (entsprechend 1,33 Mol V2O5) und dann unter Rühren eine Lösung von 2332 g Wismutnitrat (entsprechend 2,40 Mol Bi2O3) in 161 ml konzentrierter Salpetersäure und 1680 ml Wasser hinzu. Die Mischung wird einige Stunden lang gerührt, bei578 g of ammonium molybdate (corresponding to 3.27 mol of MoO 3 ) are dissolved in 427 ml of ammonia and 1309 ml of water, then 310.8 g of ammonium metavanadate (corresponding to 1.33 mol of V 2 O 5 ) are added first and then a solution of 2332 g of bismuth nitrate (corresponding to 2.40 mol of Bi 2 O 3 ) in 161 ml of concentrated nitric acid and 1680 ml of water are added. The mixture is stirred for a few hours at
1000C zerstäubt, gemahlen und bei 500° C kalziniert.
Das Produkt besitzt folgende Zusammensetzung:100 0 C atomized, ground and calcined at 500 ° C.
The product has the following composition:
1,36 MoO3 · 1 Bi2O3 · 0,55 V2O5.1.36 MoO 3 · 1 Bi 2 O 3 · 0.55 V 2 O 5 .
Der Katalysator wird in der bereits beschriebenen Apparatur verwendet.The catalyst is used in the apparatus already described.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Durch-The following table shows the diameters
709 618/398709 618/398
1818th
Schnittsergebnisse einer Reihe bei verschiedenen Temperaturen durchgerührter Tests wiedergegeben: Katalysator: 1,36 MoO3 · 1 Bi2O3 · 0,55 V2O5 Section results of a series of tests carried out at different temperatures are shown: Catalyst: 1.36 MoO 3 · 1 Bi 2 O 3 · 0.55 V 2 O 5
ohne Träger;
Beschickunasverhältnis: C3H6/NH3/luft/H2O =1/1,2/12/15.without carrier;
Feed ratio: C 3 H 6 / NH 3 / air / H 2 O = 1 / 1.2 / 12/15.
"Ctemperature
"C
Geschwindigkeit
C3H6
Nl/h. 1.Spatial
speed
C 3 H 6
Nl / h. 1.
C3H6
%conversion
C 3 H 6
%
%
ACN ACENMolar yield
%
ACN ACEN
ACN
%selectivity
ACN
%
470
ACN = Acrylnitril.450
470
ACN = acrylonitrile.
50
ACEN = Acetonitril.50
50
ACEN = acetonitrile.
97,6
Acrol = Acrolein.92
97.6
Acrol = acrolein.
60,8 2,453.7 8.5
60.8 2.4
Spurensense
sense
62,358.4
62.3
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT634565 | 1965-06-30 | ||
DES0104491 | 1966-06-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1542460C2 true DE1542460C2 (en) | 1977-05-05 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2350212C3 (en) | Process for the production of hydrogen cyanide | |
DE69603810T2 (en) | Process for the production of nitriles | |
DE2505249C2 (en) | Process for the production of acrylonitrile | |
DE2608583C3 (en) | Process for the production of methacrylic acid by the catalytic oxidation of methacrolein | |
DE60128811T2 (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION OF ACRYLIC ACID | |
DE69920437T2 (en) | CATALYST FOR THE PRODUCTION OF UNSATURATED NITRILES | |
DE2704991C3 (en) | Process for the production of methacrylic acid | |
DE69210288T2 (en) | Processes for producing methanolein and processes for producing a catalyst for use in the methacrolein process | |
DE2505844C2 (en) | Oxidation catalyst based on vanadium and pentavalent phosphorus and its use | |
DE2949545A1 (en) | CATALYST AND METHOD FOR PRODUCING METHACRYLIC ACID | |
DE69105630T2 (en) | Process for the production of methacrolein. | |
DE68907642T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING CYAN HYDROGEN BY CATALYTIC AMMOXIDATION IN THE GAS PHASE OF METHANOL. | |
DE3886103T2 (en) | Process for ammoxidation of paraffins and catalyst composition therefor. | |
DE3109467A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING STABLE TELLUR-CONTAINING SOLUTIONS FROM METALLIC TELLUR AND USE OF THE SOLUTION FOR PRODUCING TELLUR-ANTIMONE-CONTAINING OXIDE CATALYSTS | |
DE69112262T2 (en) | Process for the preparation of catalysts for the production of methacrylic acid. | |
DE2447952A1 (en) | METHOD OF CATALYTIC AMMOXIDATION OF OLEFINS TO NITRILE | |
DE2353131C3 (en) | Catalyst for the gas phase oxidation of unsaturated aldehydes to unsaturated carboxylic acids | |
DE1767268C3 (en) | Process for the production of acrylonitrile from propylene | |
DE1542460C2 (en) | Process for the production of oxidation catalysts | |
DE2641846A1 (en) | URANOXIDE-ANTIMONOXIDE COMPOUND AND MANUFACTURE AND USE OF THE SAME AS A CATALYST | |
DE2203439C3 (en) | Process for the production of acrylonitrile from propylene | |
DE2228989C3 (en) | Oxide catalyst containing molybdenum, iron, bismuth, nickel, thallium and optionally magnesium, manganese, cobalt and phosphorus and its use for the production of acrolein | |
DE2161471A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING UNSATURATED CARBONYL COMPOUNDS FROM OLEFINS | |
DE1542460B (en) | Process for the production of oxidation catalysts | |
DE1809795C3 (en) | Process for the production of aromatic nitriles |