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DE2203710B2 - Process for the production of unsaturated aldehydes and acids - Google Patents
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DE2203710B2 - Process for the production of unsaturated aldehydes and acids - Google Patents

Process for the production of unsaturated aldehydes and acids

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DE2203710B2
DE2203710B2 DE19722203710 DE2203710A DE2203710B2 DE 2203710 B2 DE2203710 B2 DE 2203710B2 DE 19722203710 DE19722203710 DE 19722203710 DE 2203710 A DE2203710 A DE 2203710A DE 2203710 B2 DE2203710 B2 DE 2203710B2
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Description

entspricht, worin A ein Alkalimetall, B Phosphor, Arsen oder ein Gemisch aus beiden und C mindestens ein Element aus der Gruppe IIA und II B des Periodischen Systems der Elemente, a eine Zahl von 0 bis weniger als 0,1, b eine Zahl von 0 bis 3, c eine Zahl von 0,1 bis 10, c/und e jeweils eine Zahl von 0,1 bis 6, /eine Zahl von 8 bis 16 und χ die Zahl der Sauertoffatome ist, die zur Absättigung der Valenzen der anderen vorhandenen Elemente genügt.corresponds to where A is an alkali metal, B is phosphorus, arsenic or a mixture of both and C is at least one element from group IIA and II B of the Periodic Table of the Elements, a is a number from 0 to less than 0.1, b is a number of 0 to 3, c is a number from 0.1 to 10, c / and e are each a number from 0.1 to 6, / is a number from 8 to 16 and χ is the number of oxygen atoms that saturate the valences of the others existing elements are sufficient.

3030th

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Aldehyden und Säuren aus Propylen, Isobutylen oder Gemischen hiervon durch Umsetzung dieser Olefine bei einer Temperatur im Bereich von etwa 260 bis 482° C und bei einem Druck von etwa 0,5 bis 5 Atmosphären mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas in Gegenwart bestimmter Oxyde des Wismuths, Molybdäns und weiterer Elemente enthaltender Katalysatoren; sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Umwandlung von Propylen und/oder Isobutylen in die entsprechenden ungesättigten Aldehyde und ungesätigten Carbonsäuren Acrolein, Methacrolein, Acrylsäure bzw. Methacrylsäure.The invention relates to a process for the production of unsaturated aldehydes and acids from propylene, Isobutylene or mixtures thereof by reacting these olefins at a temperature in the range of about 260 to 482 ° C and at a pressure of about 0.5 to 5 atmospheres with a molecular oxygen containing gas in the presence of certain oxides of bismuth, molybdenum and other elements Catalysts; it relates in particular to a process for converting propylene and / or Isobutylene into the corresponding unsaturated aldehydes and unsaturated carboxylic acids acrolein, methacrolein, Acrylic acid or methacrylic acid.

Aus der GB-PS 1182 824 ist ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Aldehyde wie Acrolein durch Oxydation von Olefinen in der Gasphase in Anwesenheit von Oxyden des Eisens, Arsens, Molybdäns und Wismuts enthaltenden Katalysatoren bekannt. Die erhaltenen Ausbeuten sind jedoch nicht befriedigend.From GB-PS 1182 824 a process for the production of unsaturated aldehydes such as acrolein is by Oxidation of olefins in the gas phase in the presence of oxides of iron, arsenic, molybdenum and Catalysts containing bismuth are known. However, the yields obtained are not satisfactory.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der gegebenenfalls auf ein Trägermaterial aufgebrachte Katalysator der SummenformelThe method according to the invention is characterized in that the optionally on a carrier material applied catalyst of the empirical formula

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entspricht, worin A ein Alkalimetall, B Phosphor, Arsen oder ein Gemisch aus beiden und C mindestens ein Element aus der Gruppe II A und II B des Periodischen Systems der Elemente, a eine Zahl von 0 bis weniger als 0,1, b eine Zahl von 0 bis 3, c eine Zahl von 0,1 bis 10, d und e jeweils eine Zahl von 0,1 bis 6, /eine Zahl von 8 bis 16 und χ die Zahl der Sauerstoffatome ist, die zur Absättigung der Valenzen der anderen vorhandenen Elemente genügt.corresponds to where A is an alkali metal, B is phosphorus, arsenic or a mixture of both and C is at least one element from group II A and II B of the Periodic Table of the Elements, a is a number from 0 to less than 0.1, b is a number from 0 to 3, c is a number from 0.1 to 10, d and e are each a number from 0.1 to 6, / a number from 8 to 16 and χ is the number of oxygen atoms which saturate the valences of the others existing elements are sufficient.

Der erfindungsgemäß eingesetzte Katalysator weist eine Reihe von Vorteilen auf, die zu der wirksamen und wirtschaftlichen Durchführun" desThe catalyst used according to the invention has a number of advantages, which to the effective and economic implementation

Verfahrens beträchtlich beitragen. So werden auch schon bei beträchlich niedrigeren Temperaturen höhere Ausbeuten an den gewünschten Endprodukten erhalten. Der Katalysator hat dazu unter den Reaktionsbedingungen des Verfahrens eine ausgezeichnete Redoxbeständigkeit Schließlich weist der Katalysator eine hohe Aktivität und Selektivität für die Umwandlung von Olefinen in brauchbare sauerstoffhaltige Produkte bei einem niedrigen Wismuthgehalt auf; deshalb sind die Kosten für die wesentlichen Komponenten des Katalysators gering. Diese niedrigen Kosten der katalytischer) Bestandteile in Verbindung mit der Leichtigkeit der Herstellung des Katalysators machen diesen Katalysator vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen sehr attraktiv.Contribute considerably to the procedure. So even at considerably lower temperatures they become higher Obtained yields of the desired end products. The catalyst has to do this under the reaction conditions of the process has an excellent redox resistance. Finally, the catalyst has a high Activity and selectivity for the conversion of olefins into useful oxygenated products a low bismuth content; therefore, the cost of the essential components of the catalyst is small amount. This low cost of the catalytic) components combined with the ease of use Manufacture of the catalyst make this catalyst very good from an economical point of view attractive.

Die hohe Aktivität dieses Katalysators bei einem geringen Wismutgehalt ist überraschend im Hinblick auf die in der US-PS 29 41 007, in der ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Aldehyde und Ketone aus «-Olefinen in Gegenwart eines aus Wismutmolybdat oder Wismutphosphormolybdat bestehenden Katalysators beschrieben ist, und auf die US-PS 3171 859, in der ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Aldehyden in Gegenwart eines Oxydes von Eisen, Wismut, Phosphor und Molybdän enthaltenden Katalysators beschrieben ist, und die dort angegebenen Umwandlungsgrade. Ein weiterer Vorteil, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt wird, besteht darin, daß es mit diesem Verfahren möglich ist, die Olefine direkt in ungesättigte aliphatische Säuren umzuwandeln. Unter geeigneten Bedingungen können durch Oxydation von Olefinen direkt hohe Ausbeuten an den ungesättigten aliphatischen Säuren erhalten werden und die Investitionskosten für die Anlage in einem technischen Einstufenverfahren zur Umwandlung von beispielsweise Propylen in Acrylsäure sind beträchtlich geringer als bei dem Zweistufenverfahren.The high activity of this catalyst with a low bismuth content is surprising with regard to in US-PS 29 41 007, in which a method for Production of unsaturated aldehydes and ketones from -olefins in the presence of one from bismuth molybdate or bismuth phosphorus molybdate existing catalyst, and US Pat. No. 3,171,859 in which a process for the production of unsaturated aldehydes in the presence of an oxide of iron, Bismuth, phosphorus and molybdenum-containing catalyst is described, and those specified there Degrees of conversion. Another advantage that is achieved with the method according to the invention is in that it is possible with this process to convert the olefins directly into unsaturated aliphatic acids to convert. Under suitable conditions, oxidation of olefins can lead to high yields are obtained on the unsaturated aliphatic acids and the investment costs for the plant in a technical one-step process for converting, for example, propylene to acrylic acid are considerable less than with the two-step process.

Die Reaktanten, die zur erfindungsgemäßen Herstellung der ungesättigten Aldehyde und ungesättigten Carbonsäuren verwendet werden, sind Sauerstoff einerseits und Propylen oder Isobutylen sowie Mischungen davon. Die Olefine können mit Paraffinkohlenwasserstoffen, beispielsweise Äthan, Propan, Butan und Pentan, gemischt sein, beispielsweise kann das Ausgangsmaterial eine Propylen/Programm-Mischung sein. Dadurch ist es möglich, ohne spezielle Vorbereitung gewöhnliche Raffinationsströme zu verwenden. Ohne nachteilige Wirkungen können auch Verdünnungsmittel, wie z. B. Stickstoff und die Kohlenstoffoxyde, in der Reaktionsmischung vorhanden sein.The reactants necessary for the preparation of the invention The unsaturated aldehydes and unsaturated carboxylic acids used are oxygen on the one hand and propylene or isobutylene and mixtures thereof. The olefins can be mixed with paraffin hydrocarbons, for example ethane, propane, butane and pentane may be mixed, for example the starting material be a propylene / program mixture. This makes it possible without special preparation to use ordinary refining streams. Without adverse effects, diluents, such as B. nitrogen and the carbon oxides, may be present in the reaction mixture.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jede beliebige Sauerstoffquelle verwendet werden. Aus wirtschaftlichen Gründen wird jedoch bevorzugt Luft als Sauerstoffquelle verwendet. Vom rein technischen Standpunkt aus gesehen liefert verhältnismäßig reiner molekularer Sauerstoff äquivalente Ergebnisse. Das Molverhältnis von Sauerstoff zu Olefin in dem Ausgangsgemisch in dem Reaktionskessel sollte innerhalb des Bereiches von 5:1 bis 0,5 :1 liegen und ein Verhältnis von etwa 1 :1 bis 3 :1 ist bevorzugtAny source of oxygen can be used in the process of the present invention. the end For economic reasons, however, air is preferably used as the oxygen source. From the purely technical From a standpoint, relatively pure molecular oxygen gives equivalent results. That The molar ratio of oxygen to olefin in the feed mixture in the reaction vessel should be within of the range 5: 1 to 0.5: 1 and a ratio of about 1: 1 to 3: 1 is preferred

Es wurde festgestellt, daß in einigen Fällen durch Wasser in dem in den Reaktionskessel eingeführten Gasgemisch die Selektivität der Reaktion und die Ausbeute an ungesättigten Aldehyden und/oder Säuren verbessert werden kann. Wasser ist jedoch nicht wesentlich, da im Verlauf der Umsetzung Wasser gebildet wird. Im allgemeinen liegt das Molverhältnis von zugesetztem Wasser 7.11 Olefin, wenn WasserIt was found that in some cases by water in the introduced into the reaction kettle Gas mixture, the selectivity of the reaction and the yield of unsaturated aldehydes and / or acids can be improved. However, water is not essential, since water will be used in the course of the reaction is formed. In general, the molar ratio of water added is 7.11 olefin when water

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zugegeben ^yird, innerhalb des Bereiches von etwa 0,25 Entfernung der Carbonyl- und Carbonsäureverbindun-added, within the range of about 0.25 removal of the carbonyl and carboxylic acid compounds.

bis 20:1. Verhältnisse in der Größenordnung von 1 :1 gen zurückbleibende resultierende Produktmischungup to 20: 1. Ratios on the order of 1: 1 to the resulting product mixture remaining

bis 4:1 sind besonders zweckmäßig. zur Entfernung von Kohlendioxyd und Wasser mit demup to 4: 1 are particularly useful. to remove carbon dioxide and water with the

Die Umsetzung wird bei einer Temperatur innerhalb Rest der das nichtumgesetzte Olefin und Sauerstoff des Bereiches von etwa 260 bis etwa 482° C durchge- 5 enthaltenden Mischung behandelt und in den Reaktor führt. Der bevorzugte Temperaturbereich liegt bei etwa recyclisiert werdea Für den Fall, daß anstelle von 288 bis etwa 399° C Der Druck, bei dem die Umsetzung molekularem Sauerstoff Luft als Oxydationsmittel durchgeführt wird, hat einen gewissen Einfluß auf den verwendet wird, können das nach der Abtrennung Umsatz und die Reaktion sollte etwa bei Atmosphären- verbleibende Produkt und die anderen Carbonylprodukdruck oder bei einem Druck etwas oberhalb Atmosphä- 10 te mit einem nichtpolaren Lösungsmittel, beispielsweise rendruck (2 bis 5 Atmosphären) durchgeführt werden. einer Kohlenwasserstoffreaktion, gewaschen werden, Die scheinbare Kontaktzeit ist nicht kritisch und es um nichtumgesetztes Olefin zurückzugewinnen und in können Kontaktzeiten innerhalb des Bereiches von diesem Falle können die zurückbleibenden Gase etwa 0,1 bis etwa 50 Sekunden angewendet werdea Die verworfen werden. Es kann auch die Zugabe eines optimale Kontaktzeit variiert natürlich je nach dem 15 geeigneten Inhibitors zur Verhinderung der Polymerisaumgesetzten Olefin, jedoch ist im allgemeinen eine tion der ungesättigten Produkte während der Gewin-Kontaktzeit von 1 Sekunde bis 15 Sekunden bevorzugt nungsstufen vorgesehen sein.The reaction occurs at a temperature within the remainder of the unreacted olefin and oxygen of the range from about 260 to about 482 ° C through-5 containing mixture and fed into the reactor leads. The preferred temperature range is about recycled a In the event that instead of 288 to about 399 ° C The pressure at which the reaction of molecular oxygen is air as an oxidizing agent is carried out, has a certain influence on the one used, can that after the separation Conversion and the reaction should be at about atmospheric product and the other carbonyl product pressure or at a pressure slightly above atmospheric with a non-polar solvent, for example r pressure (2 to 5 atmospheres). a hydrocarbon reaction, are washed, The apparent contact time is not critical and it is used to recover unreacted olefin and in Contact times can be within the range of this case can the residual gases about 0.1 to about 50 seconds will be applied, which will be discarded. It can also include the addition of one optimum contact time will of course vary depending on the inhibitor used to prevent the olefin from being converted, but in general the unsaturated products will generally be ionized during the winning contact time of 1 second to 15 seconds, preferably in stages.

Die Ausbeute an ungesättigten Carbonsäuren wird Bei dem in dem erfindungsgemäßen VerfahrenThe yield of unsaturated carboxylic acids is in the process according to the invention

durch höhere Reaktionstemperaturen, höhere Verhält- verwendeten Katalysator handelt es sich um einedue to higher reaction temperatures, higher ratios, the catalyst used is one

nisse von Sauerstoff zu Olefin und längere Kontaktzei- 20 Mischung, einen Komplex oder um eine Verbindung ausOxygen to olefin and longer contact times, a mixture, a complex or a compound

ten begünstigt und das Umgekehrte gilt für die den Oxyden der eingangs angegebenen Summenformel.th favored and the reverse applies to the oxides of the empirical formula given at the beginning.

Ausbeuten an ungesättigten Aldehyden. Wenn eine Eine bevorzugte Katalysatorzusammensetzung istYields of unsaturated aldehydes. When one is a preferred catalyst composition

maximale Ausbeute an ungesättigten Säuren erwünscht eine solche, bei der A Kalium, C ein Metall der Gruppemaximum yield of unsaturated acids is desirable in which A is potassium and C is a group metal

ist, ist es günstig, den gebildeten ungesättigten Aldehyd II A des Periodischen Systems der Elemente bedeutenis, it is favorable to mean the formed unsaturated aldehyde II A of the Periodic Table of the Elements

wieder über die erfindungsgemäßen Katalysatoren zu 25 und die Atomverhähnisse der Elemente in der obigenAgain about the catalysts according to the invention to 25 and the atomic ratios of the elements in the above

recyclisieren. Die Recyclisierung des umgesetzten Summenformel innerhalb des Bereiches liegen, hei demrecycle. The recycling of the implemented empirical formula lie within the range, ie the

Aldehyds kann mit der Recyclisierung des Verfahrens- bedeuten a eine Zahl von 0 bis 0,09, b eine Zahl von 0 bisAldehyde can mean a is a number from 0 to 0.09 with the recycling of the process, b is a number from 0 to

wasserdampfes und/oder des nicht-umgesetzten Olefins 1, c eine Zahl von 0,1 bis 7, dund e jeweils eine Zahl vonsteam and / or unreacted olefin 1, c is a number from 0.1 to 7, d and e are each a number of

kombiniert werden. 1 bis 4 und / die Zahl 12. Am meisten bevorzugt ist einebe combined. 1 to 4 and / the number 12. Most preferred is one

Im allgemeinen kann zur Durchführung des erfin- 30 Katalysatorzusammensetzung, in der das Metall derIn general, to carry out the invention 30 catalyst composition in which the metal of the

dungsgemäßen Verfahrens jede beliebige Vorrichtung Gruppe II A des Periodischen Systems der Elementeaccording to the method any device group II A of the Periodic Table of the Elements

verwendet werden, die für die Durchführung von Magnesium istwhich is used for the implementation of magnesium

Oxydationsreaktionen in der Dampfphase geeignet ist Der erfindungsgemäße Katalysator kann nach ir-Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder gendeinem der zahlreichen Verfahren zur Herstellung kontinuierlich oder intermittierend durchgeführt wer- 35 von Katalysatoren, die dem Fachmann bekannt sind, den. Bei dem Katalysatorbett kann es sich um ein hergestellt werden. Beispielsweise kann der Katalysator Fixbett bei Verwendung eines teilchenförmigen oder hergestellt werden durch gemeinsame Ausfällung der pelletisierten Katalysators mit großen Teilchen, oder verschiedenen Bestandteile. Die gemeinsam ausgefällte alternativ um ein sogenanntes »Fließbett bzw. Wirbel- Masse kann dann getrocknet und auf eine geeignete bett« handeln. Der Fließbettreaktor kann aus einer 40 Größe gemahlen werden. Alternativ kann das gemeinoffenen Kolonne bestehen oder der Reaktor kann eine sam ausgefällte Material aufgeschlämmt und nach Mehrzahl von perforierten, über die gesamte Länge der üblichen Methoden sprühgetrocknet werden. Der Kolonne horizontal übereinandergestapelten Böden Katalysator kann auf übliche Art und Weise in öl zu enthalten, wie es in der US-Patentschrift 32 30 246 Pellets extrudiert oder zu Kugeln verformt werden, beschrieben ist. Der Reaktor kann vor oder nach der 45 Alternativ können die Katalysatorkomponenten mit Einführung der Reaktionsausgangsmischung auf die dem Träger in Form der Aufschlämmung gemischt und Reaktionstemperatur gebracht werden. Bei einer anschließend getrocknet werden oder Siliciumdioxyd großtechnischen Arbeitsweise ist es jedoch bevorzugt, oder irgendein anderer Träger können damit imprägdas Verfahren kontinuierlich durchzuführen und in niert werden. Eine besonders abriebfeste Form des einem solchen System ist die Zirkulierung des 50 Katalysators kann hergestellt werden durch Zugabe des nicht-umgesetzten Olefins vorgesehen. Obwohl der Trägermaterials zu dem Katalysator in zwei Stufen, Katalysator redoxbeständig ist, kann er erforderlichen- wobei man zuerst eine Mischung der aktiven Katalysafalls regeneriert oder reaktiviert werden, indem man torkomponenten und 0 bis 60 Gew.-% des gesamten den Katalysator bei erhöhter Temperatur mit Luft in Trägermaterials herstellt und wärmebehandelt und Berührung bringt ss anschließend den Rest des Trägermaterials zu derOxidation reactions in the vapor phase is suitable. The catalyst according to the invention can be carried out according to one of the numerous methods of preparation carried out continuously or intermittently by catalysts known to those skilled in the art, the. The catalyst bed can be made up. For example, the catalyst Fixed bed when using a particulate or can be produced by co-precipitation of the pelletized catalyst with large particles, or various components. The jointly failed alternatively around a so-called »fluidized bed or fluidized mass can then be dried and transferred to a suitable bed «act. The fluidized bed reactor can be milled from a size 40. Alternatively, the common open column can consist or the reactor can slurried a sam precipitated material and after Majority of perforated, spray-dried over the entire length of the usual methods. Of the Column horizontally stacked trays catalyst can in the usual way in oil to contain, as in US Patent 32 30 246 pellets are extruded or formed into spheres, is described. The reactor can be before or after the 45 Alternatively, the catalyst components can with Introduction of the initial reaction mixture onto which the carrier is mixed and in the form of the slurry Reaction temperature are brought. In the case of a subsequently dried or silicon dioxide However, it is preferred on an industrial scale, or any other carrier can be impregnated with the process continuously and in ned. A particularly abrasion-resistant form of the One such system is the circulation of the 50 catalyst can be prepared by adding the unreacted olefin provided. Although the support material to the catalyst in two stages, Catalyst is redox-resistant, it may be required- first regenerating or reactivating a mixture of the active catalyst cases by adding torkomponenten and 0 to 60 wt .-% of the total the catalyst is produced and heat-treated at an elevated temperature with air in the carrier material and Contact then brings the rest of the carrier material to the

Die Reaktionsprodukte können nach irgendeinem gepulverten Form des wärmebehandelten KatalysatorsThe reaction products can be after any powdered form of the heat treated catalyst

bekannten Verfahren gewonnen werden. Ein derartiges zusetzt Eine nähere Beschreibung der Herstellung einesknown methods can be obtained. One such adds a more detailed description of how to make one

Verfahren besteht darin, daß man die Abstromgase aus abriebbeständigen Katalysators ist in den weiter untenMethod consists in removing the exhaust gases from attrition resistant catalyst in the below

dem Reaktor mit kaltem Wasser oder einem geeigneten folgenden Beispielen angegeben.the reactor with cold water or a suitable example given below.

Lösungsmittel wäscht, um die Reaktionsprodukte 60 Das Alkalimetall kann in Form eines Oxyds oderSolvent washes to the reaction products 60 The alkali metal can be in the form of an oxide or

daraus zu entfernen. Die Endgewinnung der Produkte irgendeines Salzes, das beim Kalzinieren das Oxydto remove from it. The final extraction of the products of any salt which, when calcined, will form the oxide

kann auf konventionelle Art und Weise durchgeführt ergibt, eingeführt werden. Bevorzugte Salze sind diecan be carried out in a conventional manner. Preferred salts are

werden. Die Wirksamkeit des Waschvorganges kann Nitrate, die leicht erhältlich und leicht löslich sind,will. The effectiveness of the washing process can reduce nitrates, which are easily available and easily soluble,

bei Verwendung von Wasser als Waschmittel verbessert Wismut kann in Form eines Oxyds oder in FormWhen using water as a detergent improves bismuth can be in the form of an oxide or in the form

werden, wenn man dem Wasser ein geeignetes 65 irgendeines Salzes, das beim Kalzinieren das Oxydif a suitable salt of any kind is added to the water, which upon calcining the oxide

Benetzungsmittel zusetzt. Wenn in dem erfindungsge- liefert, eingeführt werden. Am meisten bevorzugt sindAdding wetting agent. If provided in the invention, are introduced. Most preferred are

mäßen Verfahren molekularer Sauerstoff als Oxyda- wasserlösliche Salze, die innerhalb des Katalysatorsmoderate process of molecular oxygen as Oxyda- water-soluble salts that are inside the catalyst

tionsmitte! verwendet wird, kann die nach der leicht disDereierbar sind und die bei der Wärmebehand-tion center! is used, which can be easily disDeared after the and which in the heat treatment

lung beständige Oxyde bilden. Das am meisten bevorzugte Salz für die Einführung von Wismut ist Wismutnitrat Für die Einführung der Eisenkomponente in den Katalysator kann man irgendeine Eisenverbindung verwenden, die beim Kalzinieren üe Oxyde liefert Wie bei den anderen Elementen sind die wasserlöslichen Salze bevorzugt wegen der Leichtigkeit, mit denen sie gleichmäßig innerhalb des Katalysators dispergiert werden können. Am meisten bevorzugt ist Eisen(III)nitrat Die Metalle der Gruppe II des Periodischen System? der Elemente können auf ähnliche Art und Weise eingeführt werden. Jedoch können die Metalle der Gruppe II des Periodischen Systems der Elemente auch in Form der unlöslichen Carbonate oder Hydroxyde in den Katalysator eingeführt werden, die bei der Wärmebehandlung die Oxyde ergeben. Zur Einführung der Molybdänkomponente kann irgendein Molybdänoxyd, beispielsweise das Dioxyd, Trioxyd, Pentoxyd oder Sesquioxyd, verwendet werden, bevorzugt wird ein hydrolysierbares oder zersetzliches Molybdänsalz, wie z. B. Molybdänhalogenid, verwendet Ein bevorzugtes Ausgangsmaterial ist das Ammoniumheptamolybdat Das Arsen kann in Form von Orthoarsensäure eingeführt werden. Der Phosphor kann in Form eines Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Ammoniumsalzes eingeführt werden, er wird jedoch vorzugsweise in Form von Phosphorsäure eingeführt Die anderen Elemente können eingeführt werden, indem man von dem Metall ausgeht, das Metall mit einer oxydierenden Säure, wie z. B. Salpetersäure, oxydiert und dann das Nitrat in den Katalysator einarbeitet. Im allgemeinen sind jedoch die Nitrate leicht erhältiich und bilden ein sehr bequemes Ausgangsmaterial.formation of stable oxides. The most preferred salt for the introduction of bismuth is bismuth nitrate for the introduction of the iron component Any iron compound can be used in the catalyst which, on calcination, yields oxides As with the other elements, the water-soluble salts are preferred because of the ease with which they are can be dispersed uniformly within the catalyst. Most preferred is ferric nitrate. Group II metals of the periodic System? of the elements can be introduced in a similar manner. However, the metals can of Group II of the Periodic Table of the Elements also in the form of the insoluble carbonates or Hydroxides are introduced into the catalyst, which result in the heat treatment of the oxides. To the Introduction of the molybdenum component can be any molybdenum oxide, for example the dioxide, trioxide, Pentoxide or sesquioxide, preferably a hydrolyzable or decomposable one Molybdenum salt, such as B. molybdenum halide is used A preferred starting material is ammonium heptamolybdate. Arsenic can be introduced in the form of ortho-arsenic acid. The phosphorus can be found in The form of an alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salt are introduced, but it is preferably introduced in the form of phosphoric acid other elements can be introduced starting from the metal, the metal with a oxidizing acid, such as. B. nitric acid, oxidized and then incorporated the nitrate into the catalyst. in the in general, however, the nitrates are readily available and form a very convenient starting material.

Andere Variationen der Ausgangsmaterialien ergeben sich für den Fachmann von selbst, insbesondere r> wenn die oben erwähnten bevorzugten Ausgangsmaterialien aus Gründen der Wirtschaftlichkeit bei der großtechnischen Herstellung ungeeignet sind. Im allgemeinen können beliebige Verbindungen, welche die gewünschten Katalysatorkomponenten enthalten, verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie beim Erhitzen auf eine Temperatur innerhalb des nachfolgend anj egebenen Bereiches die Oxyde für den erfindungsger. äßen Katalysator ergeben.Other variations of the starting materials are obvious to the person skilled in the art, in particular r> when the above-mentioned preferred starting materials for reasons of economy in the large-scale production are unsuitable. In general, any compounds which the desired catalyst components can be used provided that they are upon heating to a temperature within the range specified below, the oxides for the erfindungsger. give an external catalyst.

C sr Katalysator kann ohne einen Träger verwendet 4 > wer 'en und weist eine ausgezeichnete Aktivität auf. Der Katilysator kann auch mit einem Träger kombiniert were an und vorzugsweise wird er mit mindestens 10 bis zu ttwa 90 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusai imensetzung, einer Trägerverbindung kombiniert. Es können alle bekannten Trägermaterialien, wie z. B. Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, Zirkoniumoxyd, Titanoxyd, Alundum, Siliciumcarbid, Aluminiumoxyd-Siliciumdioxyd, anorganische Phosphate, wie z. B. Aluminiumphosphat, Silicate, Aluminate, Borate, Carbonate und Materialien, wie z. B. Bimsstein, Montmorillonit u. dgl., die unter den bei der Verwendung des Katalysators auftretenden Reaktionsbedingungen beständig sind, verwendet werden.C sr catalyst can be used without a support 4> who 's and has excellent activity. The Katilysator can also be combined with a carrier were on and preferably he will with at least 10 to combined to about 90% by weight, based on the total composition, of a carrier compound. All known carrier materials, such as. B. silicon dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, alundum, silicon carbide, aluminum oxide-silicon dioxide, inorganic phosphates, such as. B. aluminum phosphate, silicates, aluminates, borates, carbonates and Materials such as B. pumice stone, montmorillonite and the like., Which are among the when using the catalyst occurring reaction conditions are stable, can be used.

Die katalytische Aktivität des Systems wird erhöht t>o durch Erhitzen auf eine erhöhte Temperatur. Im allgemeinen wird die Katalysatormischung getrocknet und auf eine Temperatur von etwa 260 bis 9820C1 vorzugsweise von etwa 482 bis etwa 7O4°C etwa 1 bis etwa 24 Stunden oder mehr erhitzt. Wenn die Aktivität to nicht ausreichend ist, kann der Katalysator weiter erhitzt werden auf eine Temperatur oberhalb etwa 5380C, jedoch unterhalb einer Temperatur, die für denThe catalytic activity of the system is increased t> o by heating to an elevated temperature. In general, the catalyst mixture is dried and heated to a temperature of about 260-982 0 C 1, preferably from about 482 to about 7O4 ° C for about 1 to about 24 hours or more. If the activity to is not sufficient, the catalyst can be heated further to a temperature above approximately 538 ° C., but below a temperature which is suitable for the Katalysator schädlich ist Im allgemeinen wird die Aktivierung des Katalysators bei den höheren Temperaturen innerhalb einer kürzeren Zeit durchgeführt Ob die Aktivierung bei gegebenen Bedingungen ausreichend ist, wird durch eine Fleckprüfung einer Probe des Materials auf die katalytische Aktivität hin bestimmt Üie Aktivierung wird am besten in einer offenen Kammer durchgeführt, wobei man Luft oder Sauerstoff zirkulieren läßt, so daß der verbrauchte Sauerstoff ersetzt werden kann. Außerdem ist auch eine Vorbehandlung oder Aktivierung des Katalysators vor seiner Verwendung mit einem Reduktionsmittel in Gegenwart einer begrenzten Menge Luft bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von 260 bis 538° C günstig. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators und eine nähere Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den folgenden Beispielen angegeben.Catalyst is harmful In general, the activation of the catalyst at the higher temperatures is carried out within a shorter time the activation is sufficient under the given conditions is determined by a stain test of a sample of the Material determined for the catalytic activity. Activation is best carried out in an open Chamber carried out, allowing air or oxygen to circulate, so that the consumed oxygen can be replaced. In addition, there is also a pretreatment or activation of the catalyst before it Use with a reducing agent in the presence of a limited amount of air at a temperature favorable within the range of 260 to 538 ° C. A preferred process for the preparation of the catalyst according to the invention and a more detailed description of the process according to the invention are given in the following examples.

Beispiele 1 bis 4Examples 1 to 4

Die Katalysatoren dieser Beispiele wurden nach den in der US-Patentschrift 29 41 007 bzw. der US-Patentschrift 31 71 859 beschriebenen Verfahren hergestelltThe catalysts of these examples were prepared according to the processes described in US Pat. No. 2,941,007 and US Pat. No. 3,171,859

Beispiele 5,7 bis 9 und 11 bis 14Examples 5, 7 to 9 and 11 to 14

Die in diesen Beispielen verwendeten Katalysatoren wurden im wesentlichen nach dem gleichen Verfahren hergestellt, wie es nachfolgend beschrieben ist, unte·· Verwendung der geeigneten Ausgangsmaterialien. Ein Katalysator mit der Zusammensetzung 80Gew.-% K0.o7Mg45Fe4Bi2Po.5Moi20si/20 Gew.-°/o SiO2 wurde hergestellt durch Auflösen von 70,6 g (NH4JeMOzO24 · 4 H2O in Wasser unter minimalem Erhitzen. Dazu wurden nacheinander zugegeben unter Rühren 1,9 g H3PO4 (85gew.-°/oig) und 76,7 g kolloidales Siliciumdioxydsol (30gew.-%ig). Die Lösung wurde 15 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt. Zu dieser Lösung wurden 53,7 g Fe(NOj)3 ■ 9 H2O, gelöst in Wasser, zugegeben und danach wurden nacheinander 38,5 g Mg(NO3J2 · 6 H2O, 0,23 g KNO3 und 32,4 g Bi(NO3)3 · 5 H2O, gelöst in Wasser, das 8 cm3 konzentrierte HNO3 (68gew.-%) enthielt, zugegeben. Die Aufschlämmung wurde unter ständigem Rühren erhitzt, bis eine Gelbildung auftrat. Das Gel wurde dann bei etwa 1320C getrocknet. Der erhaltene Katalysator wurde 5 Stunden lang bei 316°C und 20 Stunden lang bei 5490C wärmebehandelt und anschließend auf eine Teilchengröße von 0,84—0,42 mm gebracht.The catalysts used in these examples were prepared by essentially the same procedure as described below using the appropriate starting materials. A catalyst with the composition 80% by weight K 0 .o7Mg4 5 Fe4Bi2Po.5Moi20si / 20 % by weight SiO 2 was prepared by dissolving 70.6 g (NH 4 JeMOzO 24 · 4 H2O in water with minimal heating. To this, 1.9 g of H 3 PO 4 (85% by weight) and 76.7 g of colloidal silicon dioxide sol (30% by weight) were added successively with stirring. The solution was stirred for 15 minutes at room temperature. To this solution 53.7 g of Fe (NOj) 3 ■ 9 H 2 O, dissolved in water, were added and then 38.5 g of Mg (NO 3 J 2 · 6 H 2 O, 0.23 g of KNO 3 and 32, 4 g of Bi (NO 3 ) 3 · 5 H 2 O dissolved in water containing 8 cm 3 of concentrated HNO 3 (68% by weight) was added. The slurry was heated with constant stirring until gelation occurred. The gel became then at about 132 0 C dried. The resulting catalyst for 5 hours at 316 ° C for 20 hours heat-treated at 549 0 C and then brought to a particle size of 0.84-0.42 mm.

Beispiel 6Example 6

Ein nicht auf einen Träger aufgebrachter Katalysator der Zusammensetzung Mg41SFe4Bi2Po1SMOi2OsI wurde hergestellt durch Auflösen von 70,6 g (ΝΗ4)6Μθ7θ24 · 4 H2O in Wasser unter minimalem Erwärmen, dazu wurden 1,9 g H3PO4 (85gew.-°/oig) zugegeben. Die Lösung wurde 15 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt. Zu dieser Lösung wurden 53,7 g Fe(NO3)3 · 9 H2O, gelöst in Wasser, zugegeben, anschließend wurden nacheinander 38,5 g Mg(NO3)2 · 6 H2O und 32,4 g Bi(NO3J3 · 5 H2O, gelöst in Wasser, das 6 cm3 konzentrierte HNO3 (68gew.-°/oig) enthielt, zugegeben. Die Aufschlämmung wurde unter ständigem Rühren erhitzt, bis eine Gelbildung auftrat. Das Gel wurde dann bei etwa 132°C getrocknet. Der erhaltene Katalysator wurde 5 Stunden lang bei 316°C und 20 Stunden lang bei 549°C wärmebehandelt und anschließend auf eine Größe von 0,84 — 0,42 mm gebracht.A non-supported catalyst of the composition Mg 41 SFe 4 Bi 2 Po 1 SMOi 2 OsI was prepared by dissolving 70.6 g (ΝΗ 4 ) 6Μθ7θ24 · 4H 2 O in water with minimal heating; g of H 3 PO 4 (85% by weight) were added. The solution was stirred at room temperature for 15 minutes. 53.7 g of Fe (NO 3 ) 3 .9 H 2 O, dissolved in water, were added to this solution, followed by 38.5 g of Mg (NO 3 ) 2. 6 H 2 O and 32.4 g of Bi (NO 3 J 3 · 5 H 2 O dissolved in water containing 6 cm 3 of concentrated HNO 3 (68% by weight) was added. The slurry was heated with constant stirring until gelation occurred. The gel became then dried at about 132 ° C. The catalyst obtained was heat-treated for 5 hours at 316 ° C. and for 20 hours at 549 ° C. and then brought to a size of 0.84-0.42 mm.

Beispiel 10Example 10

Ein abriebbeständiger Katalysator der Zusammensetzung 60 Gew.-% Mg45Fe4Bi2Po1SMOi2O5IMO Gew.-% SiO2 wurde hergestellt durch Auflösen von 706 g (ΝΗ4)δΜθ7θ24 · 4 H2O in 570 cm3 Wasser unter minimalem Erwärmen und anschließendes Mischen mit 19 g 85°/oiger H3PO4. Zu dieser Lösung wurden 767 g 3O°/oiges Siliciumdioxydsol und dann nacheinander eine 537 g Fe(NO3J3 · 9 H2O in 250 cm3 Wasser enthaltende wäßrige Lösung und eine 385 g Mg(NO3J2 ■ 6 H2O in 190 cm3 Wasser enthaltende wäßrige Lösung zugegeben. Zu dieser stark gerührten Lösung wurde eine aus 324 g Bi(NO3J3 · 5 H2O, 30 cm3 68%iger HNO3 und 380 cm3 Wasser bestehende Lösung zugegeben. Die Aufschlämmung wurde unter Rühren erhitzt, bis ein nicht-fluider Kuchen erhalten wurde. Der Feststoff wurde dann 5 Stunden lang bei einer Temperatur von 316°C behandelt. Nach dem mechanischen Pulverisieren des trockenen Feststoffes wurden 1000 g Pulver mit 1125g 30%igem Siliciumdioxydsol und einer genügenden Menge Wasser zur Erzielung einer Aufschlämmung mit 40Gew.-% Feststoffen gemischt. Die Mischung wurde in einer Porzellankugelmühle 20 Minuten lang gemahlen. Die erhaltene Aufschlämmung wurde dann in einem Bowen-Sprühtrockner mit einem Durchmesser von 135 cm mit einer Einlaßtemperatur von 288° C und einer Auslaßtemperatur von 177°C sprühgetrocknet. Das in dem Sprühtrockner erhaltene mikrokugelförmige Produkt wurde in einen Ofen von 138°C gebracht. Die Temperatur wurde innerhalb eines Zeitraumes von 1 Stunde auf eine Temperatur von 316°C erhöht und 3 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten. Vor dem Austragen des Materials in den Fließbettreaktor zum Test wurde der Katalysator einer 15stündigen Endkalzinierung bei 593° C unterzogen.An abrasion-resistant catalyst with the composition 60% by weight Mg 45 Fe 4 Bi 2 Po 1 SMOi 2 O 5 IMO% by weight SiO 2 was prepared by dissolving 706 g (ΝΗ 4 ) δΜθ7θ2 4 · 4 H 2 O in 570 cm 3 Water with minimal heating and subsequent mixing with 19 g of 85% H 3 PO 4 . To this solution were added 767 g of 30% silica sol and then successively an aqueous solution containing 537 g of Fe (NO 3 I 3 · 9 H 2 O in 250 cm 3 of water and a 385 g of Mg (NO 3 I 2 · 6 H 2 O in aqueous solution containing 190 cm 3 of water was added to this vigorously stirred solution. A solution consisting of 324 g of Bi (NO 3 I 3 · 5 H 2 O, 30 cm 3 of 68% HNO 3 and 380 cm 3 of water) was added. The slurry was heated with stirring until a non-fluid cake was obtained, the solid was then treated for 5 hours at a temperature of 316 ° C. After mechanically pulverizing the dry solid, 1000 g of powder containing 1125 g of 30% silica sol and a sufficient amount of water to make a 40 weight percent solids slurry, the mixture was milled in a porcelain ball mill for 20 minutes, and the resulting slurry then passed in a 135 cm diameter Bowen spray dryer with an inlet temperature of Spray-dried at 288 ° C and an outlet temperature of 177 ° C. The microspherical product obtained in the spray dryer was placed in an oven at 138 ° C. The temperature was increased to a temperature of 316 ° C. over a period of 1 hour and held at this temperature for 3 hours. Before the material was discharged into the fluidized bed reactor for testing, the catalyst was subjected to a final calcination at 593 ° C. for 15 hours.

Beispiel 16Example 16

Es wurde ein Katalysator der Zusammensetzung 80 Gew.-% Ko.o7Mg4.5Fe4Bi2Po.5Moi205|/20 Gew.-% SiO2 wie folgt hergestellt:A catalyst with the composition 80% by weight Ko.o7Mg 4 . 5 Fe4Bi 2 Po.5Moi 2 0 5 | / 20 wt .-% SiO 2 produced as follows:

212 g (NH4)^MOtO24 · 4 H2O wurden unter minimalem Erwärmen in Wasser gelöst, dann wurden nacheinander u/uer Rühren 5,7 g H3PO4 (85gew%ig) und 230 g kolloidales Siliciumdioxydsol (30gew.-°/oig) zugegeben. Zu dieser Lösung wurden 161 g Fe(NO3J3 · 9 H2O, gelöst in Wasser, zugegeben und anschließend wurden nacheinander 115.5 g Mg(NO3J2 ■ 6 H2O und 0.69 g KNO3, gelöst in Wasser, zugesetzt. Zu der stark gerührten Aufschlämmung wurden 97,2 g Bi(NO3J3 · 5 H2O, gelöst in Wasser, das 9 cm3 konzentrierte HNO3 (68gew.-°/oig) enthielt, zuge-212 g of (NH 4 ) ^ MOtO 24 · 4 H 2 O were dissolved in water with minimal heating, then 5.7 g of H 3 PO 4 (85% by weight) and 230 g of colloidal silica sol (30% by weight) were added in succession with stirring. -%) admitted. 161 g of Fe (NO 3 I 3 · 9 H 2 O, dissolved in water, were added to this solution, and then 115.5 g of Mg (NO 3 I 2 ■ 6 H 2 O and 0.69 g of KNO 3 , dissolved in water, were added one after the other. 97.2 g of Bi (NO 3 I 3 · 5 H 2 O, dissolved in water containing 9 cm 3 of concentrated HNO 3 (68% by weight) were added to the vigorously stirred slurry.

Tabelle ITable I.

Umwandlung von Propylen in Acrolein und AcrylsäureConversion of propylene into acrolein and acrylic acid

Mol-Verhältnis des Ausgangsmaterials: C3VLuPtZH2O = 1/11/4Molar ratio of the starting material: C 3 VLuPtZH 2 O = 1/11/4

Katalysatorvolumen = 5 cm'Catalyst volume = 5 cm '

Teilchengröße des Katalysators = 0,84-0,42 mm Vorlauf= 15 MinutenParticle size of the catalyst = 0.84-0.42 mm, lead = 15 minutes

Laufzeit = 30 MinutenRunning time = 30 minutes

geben. Die Aufschlämmung wurde etwa 15 Minuten lang ständig gerührt. Dann wurde die Aufschlämmung sprühgetrocknet und das in dem Sprühtrockner erhaltene Pulver wurde 16 Stunden lang in einem Ofen bei 1100C weiter getrocknet. Das erhaltene trockene Pulver wurde mit 1 Gew.-°/o Graphit gut gemischt und mittels einer üblichen Pelletisiermaschine zu 0,109 cm χ 0,327 cm große Pellets kompaktiert. Die Pellets wurden 5 Stunden lang auf 232°C erhitzt, um diegive. The slurry was stirred continuously for about 15 minutes. The slurry was then spray-dried and the powder obtained in the spray dryer was further dried in an oven at 110 ° C. for 16 hours. The dry powder obtained was mixed well with 1% by weight of graphite and compacted into pellets 0.109 cm × 0.327 cm in size by means of a conventional pelletizing machine. The pellets were heated to 232 ° C. for 5 hours to obtain the

κι Nitrate zu zersetzen und dann wurden sie 20 Stunden lang bei 549°C kalziniert.κι nitrates to decompose and then they were 20 hours long calcined at 549 ° C.

Der zur Durchführung der Oxydationsreaktionen in den Beispielen 1 bis 15 verwendete Reaktor war ein Standard-Reaktor mit einem Katalysator-Fixbett. Das Katalysatorvolumen betrug etwa 5 cm3 und die Größe der Katalysatorteilchen betrug 0,84—0,42 mm. Die Gase wurden mit Rotametern in den Reaktor dosiert. Die Reaktionsprodukte wurden durch Waschen der Abstromgase des Reaktors mit Wasser gewonnen und dann gaschromatographisch analysiert.The reactor used to carry out the oxidation reactions in Examples 1 to 15 was a standard reactor with a fixed bed of catalyst. The catalyst volume was about 5 cm 3 and the size of the catalyst particles was 0.84-0.42 mm. The gases were metered into the reactor with rotameters. The reaction products were obtained by washing the reactor effluent gases with water and then analyzed by gas chromatography.

Die in den Beispielen angegebenen prozentualen Umsätze in die ungesättigten sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffverbindungen sind wie folgt definiert:
Umwandlung in einen ungesättigten Aldehyd oder in eine ungesättigte Carbonsäure in Mol-% pro Durchgang
The percentage conversions given in the examples in the unsaturated oxygen-containing hydrocarbon compounds are defined as follows:
Conversion into an unsaturated aldehyde or into an unsaturated carboxylic acid in mol% per pass

Mol erhaltener Aldehyd oder Säure
M il eingesetztes Olefin
Moles of aldehyde or acid obtained
M il used olefin

100.100.

Die Oxydationsreaktionen, die mit den erfindungsgemäßen Katalysatorzusammensetzungen unter Verwendung von Propylen und Isobutylen als Kohlenwasserstoffausgangsmaterial durchgeführt wurden, sind in denThe oxidation reactions that occur with the catalyst compositions of the invention using of propylene and isobutylene as the hydrocarbon feedstock are disclosed in US Pat

η folgenden Tabellen I und II zusammengefaßt. Diese Daten sind mit den Umsätzen verglichen, die mit in den US-Patentschriften 29 41 007 und 31 71 859 beschriebenen Katalysatorzusammensetzungen erhalten wurden, die in den Beispielen 1 bis 4 der Tabelle I und in Beispiel 14 der Tabelle II angegeben sind. Die Daten in diesen Tabellen zeigen, daß die mit den erfindungsgemäßen Katalysatoren pro Durchgang erhaltenen Umwandlungen (Umsätze) in Acrolein, Methacrolein, Acrylsäure und Methacrylsäure wesentlich höher waren als diejenigen, die mit den bekannten Katalysatoren erhalten wurden. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren lieferten vergleichbare Ausbeuten an ungesättigten Aldehyden und ungesättigten Säuren sowohl in Fixbett-Reaktoren als auch in Fließbett-Reaktoren bei Verwendung von pelletisierten Katalysatoren bzw. Katalysatoren vom Fluid-Typ.η summarized the following Tables I and II. These Data are compared to the conversions reported in US Pat. Nos. 2,941,007 and 3,171,859 Catalyst compositions were obtained in Examples 1 to 4 of Table I and in Example 14 of Table II are given. The data in these tables show that those with the invention Catalysts obtained per pass conversions (conversions) in acrolein, methacrolein, acrylic acid and methacrylic acid were significantly higher than those obtained with the known catalysts were obtained. The catalysts of the invention gave comparable yields of unsaturated Aldehydes and unsaturated acids in both fixed bed reactors and fluidized bed reactors Use of pelletized or fluid-type catalysts.

Bei- KatalysatorzusammensetzungBei- catalyst composition

Reaktionstemperatur in 0CReaction temperature in 0 C

Kontaktteil in SekundenContact part in seconds

Mol-% Umwandlung pro Durchgang inMole percent conversion per pass in

AcroleinAcrolein

AcrylsäureAcrylic acid

1 50% Bi,PMo,2O,2/50% SiO2 1 50% Bi, PMo, 2 O, 2 /50% SiO 2

2 50% Βί,ΡΜο,2Ο52/50% SiO2 2 50% Βί, ΡΜο, 2 Ο 52 /50% SiO 2

360
360
360
360

5,05.0

22,8
35,6
22.8
35.6

3,53.5

1010

Fortsetzungcontinuation

Beispiel
Nr.
example
No.

KatalysatorzusammensetzungCatalyst composition

Reaktions- Kontaktzeil Mol-% Umwandlung temperatur in Sekunden pro Durchgang in in CReaction contact cell mole percent conversion temperature in seconds per cycle in in C

3 50% Fe45Bi45PMo|2O52/50% SiO2 3 50% Fe 45 Bi 45 PMo | 2 O 52 /50% SiO 2

4 50% Fe45Bi4.5PMo12O52/50% SiO2 4 50% Fe 45 Bi 4 . 5 PMo 12 O 52 /50% SiO 2

5 80% Mgf,,5Fe3Bi|P(),5MO|2O4,/20% SiO,5 80% Mg f ,, 5 Fe 3 Bi | P () , 5MO | 2 O 4 , / 20% SiO,

6 100% Mg45Fe4Bi2P0SMOi2O5,6 100% Mg 4 5Fe 4 Bi 2 P 0 SMOi 2 O 5 ,

7 80% Mg4.,Fe4Bi2P0.5MO|2O51/20% SiO2 7 80% Mg 4. , Fe 4 Bi 2 P 0 . 5 MON | 2 O 51 /20% SiO 2

8 80% Mg4,,Fe4Bi2P„,5MO|2OM/20% SiO2 8 80% Mg 4 "Fe 4 Bi 2 P", 5 MO | 2 O M / 20% SiO 2

9 80% Mg4 5Fe4Bi2P11 5Mü|2O51/20% SiO2 9 80% Mg 4 5Fe 4 Bi 2 P 11 5 Mü | 2 O 51 /20% SiO 2

10 60% Mg45Fe4Bi2P„,5MO|2O5l/40% SiO2 abriebbeständig (Teilchengröße 0,30-0,18 mm)10 60% Mg 45 Fe 4 Bi 2 P ", 5 MO | 2 O 5l / 40% SiO 2 abrasion resistant (particle size 0.30-0.18 mm)

11 80% K007Mg45Fe4Bi2P05Mo12O5,^'/,, SiO2 11 80% K 007 Mg 45 Fe 4 Bi 2 P 05 Mo 12 O 5 , ^ '/ ,, SiO 2

12 80% Mg45Fc4Bi2Asü.5MO|2O51/20% SiO2 12 80% 45 Mg Fc 4 Bi 2 As above .5MO | 2 O 51 /20% SiO 2

13 80% Mg45Fe4Bi2Mo12O50/20% SiO2 13 80% Mg 45 Fe 4 Bi 2 Mo 12 O 50 /20% SiO 2

319
360
360
360
319
360
360
319
319
360
360
360
319
360
360
319

Tabelle IlTable Il

Umwandlung von Isobutylen in Methacrolein und Methacrylsäure Reaktionstemperatur = 360 C
Kontaktzeil = 2,5 Sekunden
Molverhältnis i-C4VLuft/H2O = 1/11/4
Conversion of isobutylene into methacrolein and methacrylic acid, reaction temperature = 360 ° C
Contact line = 2.5 seconds
Molar ratio iC 4 Vair / H 2 O = 1/11/4

Beispielexample

Katalysalorzusammensetzung 2,5 5,0 5,0 5,0 2,5 2,5 5,0 2,5Catalyst Composition 2.5 5.0 5.0 5.0 2.5 2.5 5.0 2.5

5,0 2,5 2,55.0 2.5 2.5

AcroleinAcrolein Acrylacrylic saureacid 22,022.0 3,93.9 48,548.5 6,86.8 64,464.4 10,610.6 78,378.3 5,75.7 67,367.3 7,87.8 54,354.3 17,217.2 51,251.2 20,620.6 64,264.2 8,68.6 71,771.7 12,112.1 68,368.3 10,210.2 65,965.9 5,35.3

Mol-% Umwandlung pro Durchgang inMole percent conversion per pass to

MethacroleinMethacrolein

MethacrylsäureMethacrylic acid

50% Fe45Bi45P|Mo|2O52/50% SiO2 100% Mg45Fe4Bi2P0SMo12O5I 28,6 48,550% Fe 45 Bi 45 P | Mo | 2 O 52 /50% SiO 2 100% Mg 45 Fe 4 Bi 2 P 0 SMo 12 O 5 I 28.6 48.5

4,0 4,84.0 4.8

Tabelle IIITable III

Umwandlung von Propylen zu Acrolein und Acrylsäure bzw. Isobutylen zum Methacrolein und MethacrylsäureConversion of propylene to acrolein and acrylic acid or isobutylene to methacrolein and methacrylic acid

Kontakizeit: 5 SekundenContact time: 5 seconds

Molverhältnis: C3H6 bzw. i-C4H8/Luft/H2O = 1/11/4Molar ratio: C 3 H 6 or iC 4 H 8 / air / H 2 O = 1/11/4

Bei- Katalysatorprodukt
spiel
By-catalyst product
game

Temp. % Ausbeute pro DurchgangTemp.% Yield per pass

C Acrolein Acrylsäure gesamtC Total acrolein acrylic acid

16 80% Rb005Mg7Fe3BiP0 5MoI2C^ auf 20% SiO2 16 80% Rb 005 Mg 7 Fe 3 BiP 0 5 MoI 2 C ^ on 20% SiO 2

17 80% Cs0U5Mg7Fe3BiP05MOi2O^ auf 20% SiO2 17 80% Cs 0 U 5 Mg 7 Fe 3 BiP 05 MOi 2 O ^ on 20% SiO 2

18 80% K007Ca, Mg35Fe4Bi2P05MOi2O., auf 20% SiO2 18 80% K 007 Ca, Mg 35 Fe 4 Bi 2 P 05 MOi 2 O., to 20% SiO 2

19 80% K007Be1Mg35Fe4Bi2P05MOi2Ox auf 20% SiO2 19 80% K 007 Be 1 Mg 35 Fe 4 Bi 2 P 05 MOi 2 O x to 20% SiO 2

20 80% Ku-07Zn2Mg2-5Fe4Bi2P0-5Mo12Ox auf 20% SiO2 20 80% Ku -07 Zn 2 Mg 2-5 Fe 4 Bi 2 P 0-5 Mo 12 O x on 20% SiO 2

21 80% K0-07Cd1Mg6Fe3Bi1P0-5Mo12Ox auf 20% SiO2 21 80% K 0-07 Cd 1 Mg 6 Fe 3 Bi 1 P 0-5 Mo 12 O x on 20% SiO 2

22 90% Cs0-09Ca2MgSFe3BiP0-2Mo12Ox auf 10% SiO2 22 90% Cs 0-09 Ca 2 MgSFe 3 BiP 0-2 Mo 12 O x on 10% SiO 2

311311 74,974.9 8,38.3 83,283.2 330330 73,873.8 7,27.2 81,081.0 360360 72,172.1 10,310.3 82,482.4 360360 74,274.2 9,99.9 84,184.1 360360 66,966.9 5,95.9 72,872.8 360360 71,871.8 7,47.4 79,279.2 360360 75,475.4 6363 81,781.7

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Aldehyden und Säuren aus Propylen, Isobutylen oder Gemischen hiervon durch Umsetzung dieser Olefine bei einer Temperatur im Bereich von etwa 260 bis 482" C und bei einem Druck von etwa 03 bis 5 Atmosphären mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas in der Gasphase in Gegenwart eines Oxyde des Wismuts, Molybdäns und weiterer Elemente enthaltenden Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebenenfalls auf ein Trägermaterial aufgebrachte Katalysator der SummenformelProcess for the production of unsaturated aldehydes and acids from propylene, isobutylene or mixtures thereof by reacting these olefins at a temperature in the range of about 260 to 482 "C and at a pressure of about 03 to 5 Atmospheres with a molecular oxygen-containing gas in the gas phase in the presence a catalyst containing oxides of bismuth, molybdenum and other elements, thereby characterized in that the catalyst optionally applied to a support material of Molecular formula
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