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DE2123836A1 - - Google Patents

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DE2123836A1
DE2123836A1 DE19712123836 DE2123836A DE2123836A1 DE 2123836 A1 DE2123836 A1 DE 2123836A1 DE 19712123836 DE19712123836 DE 19712123836 DE 2123836 A DE2123836 A DE 2123836A DE 2123836 A1 DE2123836 A1 DE 2123836A1
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reaction
oxide
percent
catalyst
carried out
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DE19712123836
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/24Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons
    • C07C253/28Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons containing six-membered aromatic rings, e.g. styrene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/20Vanadium, niobium or tantalum
    • B01J23/22Vanadium

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Description

(Pate-ntaruüoldung P 18 öy 795.S~'i2)(Pate-ntaruüoldung P 18 öy 795.S ~ 'i2)

u.Z. G 160 C (j/Bz/k) P03-23338u.z. G 160 C (j / Bz / k) P03-23338

JAPAN GAS-CHEHICAL COMPANY, INC.,
Tokyo, Japan
JAPAN GAS-CHEHICAL COMPANY, INC.,
Tokyo, Japan

" Verfahren zur Herstellung arornatisolier Nitrile und Katalysator ""Process for the manufacture of flavored nitriles and catalyst "

Priorität : 14. Mai 1970, Japan, Nr. 40 510/70Priority: May 14, 1970, Japan, No. 40 510/70

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung aromatischer Nitrile durch Ammoxidation von Alkylaromaten in der Gasphase an einem Katalysator bekannt. Die meisten Katalysatoren basieren auf dem Vanadiumoxid-System. Katalysatoren, die lediglich Vanadiumoxid als Katalysatorkomponente enthalten,There are already various processes for producing aromatic ones Nitriles known by ammoxidation of alkyl aromatics in the gas phase over a catalyst. Most of the catalysts are based on the vanadium oxide system. Catalysts that contain only vanadium oxide as a catalyst component,

trile sind zu aktiv, und die erhaltenen Ausbeuten der aromatischen YIi-' sind relativ gering. Zur Überwindung dieser Nachteile wurden Katalysatoi'on entwickelt, die verschiedene Metalloxide enthalten. Mit einigen dieser Katalysatoren erhält man aromatische Nitrile in beträchtlich hoher Ausbeute. Nachteilig ist hierbei, dass die Eigenschaften dieser Katalysatoren sehr stark von den Herstollungobcdingungen abhängig sind. Diese Katalysatoren v/eisen deshalb eine geringe R«prouuzierbarkeit aui",triles are too active and the yields of aromatic YIi- 'obtained are relatively low. To overcome these disadvantages, catalysts containing various metal oxides have been developed. With some of these catalysts, aromatic nitriles are obtained in considerably high yields. The disadvantage here is that the properties of these catalysts are very dependent on the production conditions. These catalysts therefore have a low degree of reproducibility,

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und die Ausbeute an aromatischem Nitril nimmt bei geringfügiger Änderung der Umsetzungsbedingungen, z.B. der Re akt ions temperatur und der Verweilzeit, stark ab. Ausserdem treten bei der Umsetzung Nebenreaktionen ein, wobei z.B. gefärbte Produkte, Blausäure, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid entstehen. Wegen der gefärbten Produkte ist das Reaktionsprodukt ebenfalls gefärbt. Dadurch wird die anschliessende Reinigung des Reaktionsprodukts erschwert.und verteuert, Ferner haben diese Katalysatoren den Nachteil, dass im Katalysatorbett heisse Stellen auftreten, wodurch Ammoniak häuf ir, in erheblichem Umfang zersetzt wird.and the yield of aromatic nitrile decreases with little Changes in the reaction conditions, e.g. the reaction temperature and the residence time, decrease significantly. Also occur in the implementation Side reactions, e.g. colored products, Hydrocyanic acid, carbon dioxide and carbon monoxide are produced. Because of the colored products, the reaction product is also colored. This makes the subsequent purification of the reaction product more difficult and expensive. Furthermore, these catalysts have the Disadvantage that hot spots occur in the catalyst bed, as a result of which ammonia is often decomposed to a considerable extent.

In der deutschen Patentanmeldung P 18 09 795.5 ist ein Verfahren zur Herstellung aromatischer Mitrile unter Verwendung von Katalysatoren beschrieben, die ein Yanadiumoxid, ein Chromoxid und ein Boroxid enthalten» Mit Hilfe dieser Katalysatoren lassen sich die vorstehend geschilderten Nachteile überwinden. Ferner werden nach diesem Verfahren beträchtlich erhöhte Ausbeuten an aromatischem Hitril erhalten. Das Atomverhältnis vonIn the German patent application P 18 09 795.5 is a method for the production of aromatic Mitrile using catalysts described, the a yanadium oxide, a chromium oxide and contain a boron oxide »With the aid of these catalysts, the disadvantages described above can be overcome. Furthermore, considerably increased yields of aromatic nitrile are obtained by this process. The atomic ratio of

V : Cr : B dieser Katalysatoren beträgt von 1 : 0,5 : 0,01 bis W 1 : 2 : 0,5. Der Vanadiumoxid-Gehalt dieser Katalysatoren beträgt 2 bis 10 Gewichtsprozent, berechnet als VoO5. Diese Werte entsprechen einem Gesamtoxidgehalt der auf einen Träger aufgebrachten Oxide, berechnet als VgOj-f Grp07 und B2°3» von 2>8^ bis 28,6 Gewichtsprozent«V: Cr: B of these catalysts is from 1: 0.5: 0.01 to W 1: 2: 0.5. The vanadium oxide content of these catalysts is 2 to 10 percent by weight, calculated as VoO 5 . These values correspond to a total oxide content of the oxides applied to a carrier, calculated as VgOj-f Gr p 0 7 and B2 ° 3 " from 2 > 8 ^ to 28.6 percent by weight"

Es wurde nun gefunden, dass bei Verwendung von Siliciumdioxid als !Präger die Bereiche des Borgehalts im Atomverhältnis vonIt has now been found that when silicon dioxide is used as an embossing agent, the boron content ranges in an atomic ratio of

V : Cr : B und des Gesamtoxidgehalts der auf den Träger aufgebrachten Oxide grosser gewählt werden können als bei den vor-V: Cr: B and the total oxide content of the oxides applied to the carrier can be selected to be greater than in the case of the

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genannten Katalysatoren. Die vorliegende Erfindung "basiert auf dieser Peststellung.named catalysts. The present invention "is based on this plague.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Hernteilung aromatischer Nitrile durch Umsetzung eines Gasgemisches, das einen Alkylaromaten, Ammoniak und Sauerstoff oder ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas enthält, an einem auf einen Träger aufgebrachten, ein Vanadiumoxid, ein Chromoxid und ein Boroxid enthaltenden Katalysator bei Temperaturen von 300 bis 5000C, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Umsetzung an einem Katalysator durehfülirt, der Siliciumdioxid als Träger und Vanadiumoxid, Chromoxid und Boroxid in einem Atomverhältnis von V : Cr : B von 1 : 0,5 : 0,1 bis 1 : 2 : 1,2 enthält und dessen Gesamtoxidgehalt der auf den Träger aufgebrachten Oxide, berechnet als V2O5, Cr2O., und B2O^, 20 bis 80 Gewichtsprozent beträgt.The invention thus relates to a process for dividing aromatic nitriles by reacting a gas mixture containing an alkyl aromatic, ammonia and oxygen or a gas containing free oxygen on a catalyst containing vanadium oxide, chromium oxide and boron oxide, applied to a support, at temperatures from 300 to 500 0 C, which is characterized in that the reaction is carried out on a catalyst, the silicon dioxide as support and vanadium oxide, chromium oxide and boron oxide in an atomic ratio of V: Cr: B of 1: 0.5: 0.1 up to 1: 2: 1.2 and its total oxide content of the oxides applied to the support, calculated as V 2 O 5 , Cr 2 O., and B 2 O ^, is 20 to 80 percent by weight.

Im erfindungsgemässen Verfahren ist gegenüber dem in der deutschen Patentanmeldung P 18 09 795.5 beschriebenen VerfahrenIn the method according to the invention is compared to that in the German Patent application P 18 09 795.5 described method

beträchtlich die Temperaturkontrolle des Katalysatorbettes'erleichtert, das Auftreten von Nebenreaktionen herabgesetzt und der Temperaturbereich der Umsetzung erweitert. Ferner wird im Verfahren der Erfindung eine um mehrere Prozent höhere Ausbeute an aromatischem Nitril als in dem vorgenannten Verfahren erhalten.considerably facilitates the temperature control of the catalyst bed, the The occurrence of side reactions is reduced and the temperature range of the reaction is extended. Furthermore, the Invention obtained a several percent higher yield of aromatic nitrile than in the aforementioned process.

Das Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise mit einem Katalysator durchgeführt, dessen Atomverhältnis V : Cr : B von 1 : 0,7 : 0,3 bis 1 : 1,5 : 1,0 und dessen Gesamtoxidgehalt der auf den Träger aufgebrachten Oxide 30 bis 60 GewichtsprozentThe process of the invention is preferably carried out with a catalyst carried out, its atomic ratio V: Cr: B from 1: 0.7: 0.3 to 1: 1.5: 1.0 and its total oxide content of oxides applied to the support 30 to 60 percent by weight

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"beträgt."amounts to.

Obwohl die Wertigkeitsstufen der Metalle der auf den Träger aufgebrachten Oxide im fertigen Katalysator nicht bekannt sind, wird in der vorliegenden Anmeldung der Gesamtoxidgehalt der auf den Träger aufgebrachten Oxide in Gewichtsprozent auf der Grundlage von V2Oc, Cr2O7 und B2O7 berechnet.Although the valence levels of the metals of the oxides applied to the carrier in the finished catalyst are not known, in the present application the total oxide content of the oxides applied to the carrier is given in percent by weight on the basis of V 2 Oc, Cr 2 O 7 and B 2 O 7 calculated.

Zur Herstellung der erfindungsgemässen Katalysatoren können Vanadium-, Chrom- und Boroxide verwendet werden. Ferner können Vanadium-, Chrom- und Borverbindungen vei-wenueu werden, die bei der Herstellung der Katalysatoren leicht in die entsprechenden Oxide, z.B. durch Erhitzen, umgewandelt werden. Solche Verbindungen sind z.B. Ammoniunmetavanadat, Vanadylsulf at, Vanadyloxalat, Vanadyltartrat, Chromsäure, Chromnitrat, Ammoniumchromat, Chromoxalat, Chromtartrat, Borsäure und Ammoniumborat. Vanadium, chromium and boron oxides can be used to produce the catalysts according to the invention. Furthermore can Vanadium, chromium and boron compounds are vei-wenueu that can easily be converted into the corresponding oxides during the preparation of the catalysts, e.g. by heating. Such connections are e.g. ammonium metavanadate, vanadyl sulfate, Vanadyl oxalate, vanadyl tartrate, chromic acid, chromium nitrate, ammonium chromate, Chromium oxalate, chromium tartrate, boric acid and ammonium borate.

Zur Herstellung der erfindungsgemässen Katalysatoren kann das als Träger dienende Siliciumdioxid in Form eines Kieselcäuresols eingesetzt werden.For the preparation of the catalysts according to the invention, the Silica serving as a carrier in the form of a silica sol can be used.

Die Katalysatoren der Erfindung können nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Man kann z.B. eine wässrige lösung von Vanadiumoxid und Chromoxid mit Borsäure versetzen und anschlies-The catalysts of the invention can be prepared by known methods. For example, an aqueous solution of Add boric acid to vanadium oxide and chromium oxide and then

, , ,πα. ι · Kieselsäuresol . , . send der erhaltenen Mischung exn / zugeben, wobex man eine Suspension erhält. Zur Herstellung eines Wirbelschichtkatalysators wird die erhaltene Suspension sprühgetrocknet. Dieses Produkt wird in einem Calcinierofen einige Stunden bei 200 bis,,, πα. ι · Silica sol. ,. send the mixture obtained exn / add, whereby a suspension is obtained. For the production of a fluidized bed catalyst the suspension obtained is spray-dried. This product is in a calciner for a few hours at 200 to

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2500C und anschiie äsend bei höheren Temperaturen calciniert. Zur Herstellung eines Fesfbettkatalysators wird die erhaltene Suspension zur Trockene eingedampft. Dieses Produkt wird einige Stunden einer Temperatur von etwa 10O0C ausgesetzt und anschliessend calciniert. Das Calcinieren wird einige Stunden "bei 450 Ms 65O0O, vorzugsweise "bei 500 bis 6000C, an der Luft durchgeführt.250 0 C and then calcined at higher temperatures. To produce a fixed bed catalyst, the suspension obtained is evaporated to dryness. This product is subjected to a few hours a temperature of about 10O 0 C and subsequently calcined. The calcination is a few hours' at 450 Ms 65O 0 O, preferably "at 500 to 600 0 C, carried out in air.

Als Alkylaromaten können im Verfahren der Erfindung z.B. Toluol, Äthylbenzol, Xylol, Diäthyl"benzol, Mesitylen, Diisopropylbenzol, Cymol und Methylnaphthalin eingesetzt werden.In the process of the invention, for example, toluene, Ethylbenzene, xylene, diethyl "benzene, mesitylene, diisopropylbenzene, Cymol and methylnaphthalene are used.

Falls Luft als freien Sauerstoff enthaltendes Gas eingesetzt wird, wird die Umsetzung vorzugsweise mit einem Gasgemisch durchgeführt, das 0,5 Ms 4 Volumprozent eines Alkylaromaten enthält.If air is used as the gas containing free oxygen, the reaction is preferably carried out with a gas mixture, which contains 0.5 Ms 4 percent by volume of an alkyl aromatic.

'Die theoretisch benötigte Ammoniakmenge beträgt 1 Molekül Ammoniak pro Alkylrest des eingesetzten Alkylaromaten. Vorzugsweise wird die Umsetzung mit mehr als der theoretisch benötigten Ammoniakmenge durchgeführt, da hierbei eine etwas erhöhte Ausbeute an aromatischem Nitril erhalten wird. Insbesondere wird die Umsetzung mit etwa der zwei- bis zehnfachen theoretisch benötigten Ammoniakmenge durchgeführt. Dieser Bereich erweist sich als günstig hinsichtlich der Wiedergewinnung des nicht umgesetzten Ammoniaks.'The theoretically required amount of ammonia is 1 molecule of ammonia per alkyl radical of the alkyl aromatic compound used. Preferably If the reaction is carried out with more than the theoretically required amount of ammonia, as this results in a somewhat increased yield of aromatic nitrile is obtained. In particular, the implementation carried out with about two to ten times the theoretically required amount of ammonia. This area is proving to be cheap regarding the recovery of the unreacted ammonia.

Die Umsetzung wird vorzugsweise mit einem Sauerstoffgehalt des Gasgemisches durchgeführt, der mindestens das 1,5-fache der theoretisch benötigten Säuerstoffmenge beträgt. Insbesondere wirdThe reaction is preferably carried out with an oxygen content of the gas mixture which is at least 1.5 times that theoretically required amount of oxygen. In particular, will

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die Umsetzung mit etwa der drei- bis fünffachen theoretisch "benötigten Säuerst off menge durchgeführt. Vorzugsweise wird im Verfahren der Erfindung als freien Sauerstoff enthaltendes Gas luft verwendet. Dem freien Sauerstoff enthaltenden Gas kann ein inertes Verdünnungsmittel, z.B. Stickstoff 9 Kohlendioxid oder Wasserdampfj zugemischt werden.the reaction with about off the three to five times the theoretically "required Säuerst quantitative carried out. Preferably, in the method of the invention as a free-oxygen containing gas, air is used. The free-oxygen containing gas, an inert diluent, for example nitrogen 9 carbon dioxide or Wasserdampfj be admixed.

Die Umsetzung wird im Verfahren der Srfindtaig hex Temperaturen von 300 "bis 50O0C durchgeführt. Vorzugsweise führt man die Umsetzung hei !Temperaturen von 330 Ms 45Ö°C chireh» Bei Reaktions-The reaction is carried out in the process of the invention at temperatures of 300 "to 50O 0 C. The reaction is preferably carried out at temperatures of 330 Ms 450 ° C.

^ temperaturen unter 330 G ist die Umwandlungsgesehwindigkeit des Älkyläromaten in das entsprechende aromatische ITitril gering. Bei Heaktionstemperaturen über 5000C steigt infolge von ITebenreaktionen die Bildung von Kohlendioxid, Blausäure und anderen Nebenprodukten an, wodurch die Ausbeute an aromatischem Nitril sinkt. Die optimale Reaktionstemperatur isi'abhängig von der Art und der Konzentration des Alkylaromaten und von der Yerweilzeit. Die optimale Reaktionstemperatur muss deshalb entsprechend dem eingesetzten Gasgemisch und den übrigen BeaktionsibedingungenAt temperatures below 330 G, the rate of conversion of the alkyl aromatic into the corresponding aromatic ITitrile is slow. In Heaktionstemperaturen about 500 0 C as a result of ITebenreaktionen the formation of carbon dioxide, hydrogen cyanide and other by-products increases, decreases the yield of aromatic nitrile. The optimum reaction temperature depends on the type and concentration of the alkyl aromatic and on the residence time. The optimum reaction temperature must therefore correspond to the gas mixture used and the other reaction conditions

k sorgfältig aus dem oben genannten Bereich ausgewählt werden.k can be carefully selected from the above range.

Die Verweilzeit des Gasgemisches am Katalysator kann innerhalb eines grossen Bereichs variieren» Vorzugsweise liegt die Verweilzeit im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 30 Sekunden.The residence time of the gas mixture on the catalyst can be within vary over a wide range. The dwell time is preferably in the range from about 0.5 to about 30 seconds.

Bei der Ammoxidation von Älkyläromaten in der Gasphase werden erhebliche Wärmemengen frei. Aus diesem Grund ist die Abführung der Reaktionswärme von besonderer Bedeutung. Bureh den im erfindungsgemässen Verfahren angewandten Katalysator- ist dieses Pro-During the ammoxidation of alkyl aromatics in the gas phase, considerable amounts of heat are released. For this reason, the dissipation of the heat of reaction is of particular importance. Bureh the catalyst used in the process according to the invention is this pro

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blem erheblich verringert worden. Es wird, selbst "bei Verwendung eines Festbettkatalysators, eine gleichmässigere Temperatur-Verteilung im Katalysatortett erreicht. Im Hinblick auf die Abführung der Reaktionswärme "bietet jedoch ein Fliessbett- oder ein Wirbelsehichtkatalysator besondere Vorteile. Die erfindungsgemässen Katalysatoren weisen bei der Verwendung im Wirbelschicht verfahren insbesondere einen ausgezeichneten Abriebwiderstand und vorzügliche Fliesseigenschaften auf.blem has been significantly reduced. It will, by itself, "if you use it." a fixed bed catalyst, a more even temperature distribution reached in the catalyst tray. In terms of discharge the heat of reaction, however, a fluidized bed or a fluidized bed catalyst offers particular advantages Catalysts are used in the fluidized bed process in particular an excellent abrasion resistance and excellent flow properties.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird im allgemeinen bei Atmosphärendruck durchgeführt, kann jedoch auch bei vermindertem oder erhöhtem Druck durchgeführt werden.The process according to the invention is generally carried out at atmospheric pressure carried out, but can also be carried out at reduced or increased pressure.

Die Abtrennung des Reaktionsprodukts kann nach üblichen Methoden erfolgen, z.B. mit Hilfe einer Kühlvorrichtung, wie einem Luftkühler oder einem Wasser oder ein anderes Kühlmittel enthaltenden Kühler, oder durch Auswaschen mit V/asser oder anorganischen Säuren.The reaction product can be separated off by customary methods, for example with the aid of a cooling device, such as an air cooler or one containing water or another coolant Cooler, or by washing out with water or inorganic acids.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.The examples illustrate the invention.

Beispiel 1example 1

618 g Oxalsäure, (COOH)2^HgO, werden in 500 ml Wasser mit einer Temperatur von 80 bis 90 C gegeben und durch Erhitzen auf einem Wasserbad gelöst. Diese Lösung wird unter Rühren langsam mit 247 g Vanadiumpentoxid versetzt, wobei eine wässrige Lösung von Vanadyloxalat erhalten wird.618 g of oxalic acid, (COOH) 2 ^ HgO, are added to 500 ml of water at a temperature of 80 to 90 C and dissolved by heating on a water bath. 247 g of vanadium pentoxide are slowly added to this solution while stirring, an aqueous solution of vanadyl oxalate being obtained.

1018 g Oxalsäure werden in 900 ml Wasser gegeben. Dieses Gemisch1018 g of oxalic acid are added to 900 ml of water. This mixture

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wird unter Rühren und Erhitzen auf einem Wasserbad langsam mit 272 g Chromtrioxid versetzt, wobei eine wässrige Lösung von Chromoxalat erhalten wird.272 g of chromium trioxide are slowly added with stirring and heating on a water bath, an aqueous solution of Chromium oxalate is obtained.

83,9 g Borsäure werden in 5 1 Wasser gegeben und durch Erhitzen des Gemisches auf 60 bis 7O0C gelöst.83.9 g of boric acid are added to 5 1 of water and dissolved by heating the mixture to 60 to 7O 0 C.

Die oben hergestellten Lösungen werden vereinigt. Die vereinigte Lösung wird zu 1670 g eines wässrigen, sehwach alkalischen Kieseisäure sols mit einem Siliciumdioxidgehalt von 30 Prozent gegeben, Die Suspension wird gerührt und anschliessend sapxdngetrocknet. Die Temperatur am Auslass der Trocknungseinrichtung beträgt etwa 1800C. Das sprühgetrocknete Produkt wird in einem Calcinierofen etwa 12 Stunden bei 2500C und anschliessend 12 Stunden bei 550 C calciniert. Die Grosse der so erhaltenen Katalysatorteil- chen beträgt 30 bis 250/U. Das Atomverhältnis von V : Cr : B "beträgt 1 i 1 : 0,5, und der Gesamtoxidgehalt der auf den Träger aufgebrachten Oxide beträgt 50 Gewichtsprozent.The solutions prepared above are combined. The combined solution is added to 1670 g of an aqueous, weakly alkaline silica sol with a silicon dioxide content of 30 percent. The suspension is stirred and then sap-dried. The temperature at the outlet of the drying device is about 180 ° C. The spray-dried product is calcined in a calcining furnace at 250 ° C. for about 12 hours and then at 550 ° C. for 12 hours. The size of the catalyst particles obtained in this way is 30 to 250 / rev. The atomic ratio of V: Cr: B "is 1 i 1: 0.5, and the total oxide content of the oxides applied to the support is 50 percent by weight.

40 ml dieses Katalysators werden in einen Reaktor aus rostfreiem Stahl (Innendurchmesser: 21 mm) gefüllt. Nach Erhitzen des Reaktors in einer Salzschmelze wird ein aus 1,17 Prozent m-Xylol, 13,9 Prozent Ammoniak und 84,9 Prozent Luft bestehendes Gasgemisch bei einer Temperatur von 4000C und einer Raumgeschwindigkeit von 716/Stunde durch das Katalysatorbett geleitet. Es werden 82,8 Molprozent Isophthalonitril und 3,4 Molprozent m-Tolunitril,bezogen auf das eingespeiste m-Xylol, erhalten.40 ml of this catalyst are placed in a stainless steel reactor (inner diameter: 21 mm). After the reactor has been heated in a molten salt, a gas mixture consisting of 1.17 percent m-xylene, 13.9 percent ammonia and 84.9 percent air is passed through the catalyst bed at a temperature of 400 ° C. and a space velocity of 716 / hour. 82.8 mol percent isophthalonitrile and 3.4 mol percent m-tolunitrile, based on the m-xylene fed in, are obtained.

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Beispielexample

Ein aus 1,20 Prozent Toluol, 6,0 Prozent Ammoniak und 92,8 Prozent Luft bestehendes Gasgemisch wird "bei einer Temperatur von 5950C und einer Raumgeschwindigkeit von 689/Stunde durch das in Beispiel 1 beschriebene Katalysatorbett geleitet. Es werden 83,2 Molprozent Benzonitril, bezogen auf das eingespeiste Toluol, erhalten.A gas mixture consisting of 1.20 percent toluene, 6.0 percent ammonia and 92.8 percent air is passed through the catalyst bed described in Example 1 at a temperature of 595 ° C. and a space velocity of 689 / hour. 2 mol percent benzonitrile, based on the toluene fed in.

Beispiel 3Example 3

298 g Oxalsäure, (COOH)2*2H2O, werden in 300 ml Wasser mit einer Temperatur von 80 bis 90'
Vanadiumpentoxid gelöst.
298 g of oxalic acid, (COOH) 2 * 2H 2 O, are dissolved in 300 ml of water at a temperature of 80 to 90 '
Vanadium pentoxide dissolved.

Temperatur von 80 bis 9O0C gelöst. In dieser Lösung werden 119 gTemperature of 80 to 9O 0 C dissolved. In this solution, 119 g

165 g Ammoniumbichromat, (NH.)0Cr2O7, v;erden in 4OO ml Wasser mit einer Temperatur von 50 bis 600C gelöst.(. NH) 165 g of ammonium bichromate, 0Cr 2 O 7, v; ground dissolved in 4OO ml water having a temperature of 50 to 60 0 C.

56,7 g Borsäure werden in 5 Liter Wasser unter Erhitzen gelöst.56.7 g of boric acid are dissolved in 5 liters of water with heating.

Die oben hergestellten Lösungen werden vereinigt. Die vereinigte Lösung wird zu 835 g eines wässrigen, 30 Prozent Siliciumdioxid enthaltenden Sols gegeben. Die erhaltene Suspension wird gerührt und gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren behandelt. Das Atomverhältnis V : Cr : B des so erhaltenen Katalysators beträgt 1 : 1 : 0,7, und der Gesamtoxidgehalt der auf den Träger aufgebrachten Oxide beträgt 50 Gewichtsprozent.The solutions prepared above are combined. The combined solution becomes 835 g of an aqueous, 30 percent silica containing sols. The suspension obtained is stirred and treated according to the method described in Example 1. The atomic ratio V: Cr: B of the catalyst thus obtained is 1: 1: 0.7, and the total oxide content of the oxides applied to the support is 50 percent by weight.

40 ml des Katalysators werden in den in Beispiel 1 beschriebenen Reaktor gefüllt. Ein aus 1,21 Prozent m-Xylol, 14,8 Prozent Ammoniak und 83,97 Prozent Luft bestehendes Gasgemisch wird bei40 ml of the catalyst are introduced into the reactor described in Example 1. One made from 1.21 percent m-xylene, 14.8 percent Ammonia and 83.97 percent air are used as a gas mixture

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einer Temperatur von 3850C und einer Raumgeschwindigkeit von 683/Stunde durch den Katalysator geleitet. Es werden 82,3 Molprozent Isophthalonitril und 0,9 Molprozent m-Tolunitril, bezogen auf das eingespeiste m-Xylol, erhalten.a temperature of 385 0 C and a space velocity of 683 / hour passed through the catalyst. 82.3 mol percent isophthalonitrile and 0.9 mol percent m-tolunitrile, based on the m-xylene fed in, are obtained.

Beispiel4Example4

Ein aus 1,19 Prozent p-Xylol, 14f3 Prozent Ammoniak und 84,5 Prozent Luft bestehendes Gasgemisch v/ird bei einer Temperatur von 4000C und einer Raumgeschwindigkeit von 690/Stunde durch das in Beispiel 1 beschriebene Katalysatorbett geleitet. Es werden 82,4 Molprozent Terephthalonitril und 1,5 Molprozent p-Tolunitril, bezogen auf das eingespeiste p-Xylol, erhalten.A p-xylene from 1.19 percent, 14 f 3 percent ammonia and 84.5 percent air gas mixture consisting / v ird conducted at a temperature of 400 0 C and a space velocity of 690 / hour by the procedure described in Example 1 catalyst bed. 82.4 mol percent of terephthalonitrile and 1.5 mol percent of p-tolunitrile, based on the p-xylene fed in, are obtained.

Beispiel 5Example 5

61,8 g Oxalsäure, (COOH)2*2HpO, werden in 50 ml Wasser mit einer Temperatur von 80 bis 9O0C gelöst. Diese Lösung wird unter Rühren langsam mit 24,7 g Vanadiumpentoxid versetzt. Das Vanadiumpentoxid wird gelöst.61.8 g of oxalic acid, (COOH) 2 * 2HpO are dissolved in 50 ml water with a temperature of 80 to 9O 0 C. 24.7 g of vanadium pentoxide are slowly added to this solution while stirring. The vanadium pentoxide is dissolved.

101,8 g Oxalsäure werden in 90 ml Wasser gegeben und durch Erhitzen auf 80 bis 90 C gelöst. Diese Lösung wird anschliessend langsm mit 27,2 g wasserfreier Chromsäure versetzt, wobei eine wässrige Lösung von Chromoxalat erhalten wird. 101.8 g of oxalic acid are added to 90 ml of water and dissolved by heating to 80 to 90.degree. This solution is then slowly mixed with 27.2 g of anhydrous chromic acid, an aqueous solution of chromium oxalate being obtained.

5,25 g Borsäure werden in 50 ml Wasser mit einer Temperatur von 80 bis 900C gelöst.5.25 g of boric acid are dissolved in 50 ml water with a temperature of 80 to 90 0 C.

.Die oben hergestellten Lösungen werden vereinigt. Die vereinig-The solutions prepared above are combined. The unite

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te Lösung wird zu 350 g eines wässrigen, 30 Prozent Siliciumdioxid enthaltenden Sols gegeben. Die erhaltene Suspensien wird gerührt. Anschliessend wird die Suspension auf einem Wasserbad zur Trockene eingedampft. Das getrocknete Produkt wird fein pulverisiert und durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1,19 bis 2,38 mm gesiebt. Das gesiebte Pulver wird in einem CaI-cihierofen 15 Stunden bei 55O0C calciniert. Das Atomverhältnis von V : Cr : B des so erhaltenen Katalysators beträgt 1:1:0,3, und der Gesamtoxidgehalt der auf den Träger aufgebrachten Oxide beträgt 30,8 Gewichts"orο7.ent.The third solution is added to 350 g of an aqueous sol containing 30 percent silica. The suspension obtained is stirred. The suspension is then evaporated to dryness on a water bath. The dried product is finely pulverized and sieved through a sieve with a mesh size of 1.19 to 2.38 mm. The sieved powder is calcined in a CAI cihierofen 15 hours at 55O 0 C. The atomic ratio of V: Cr: B of the catalyst obtained in this way is 1: 1: 0.3, and the total oxide content of the oxides applied to the support is 30.8 weight s "or ο7. Ent.

13 ml des oben hergestellten Katalysators werden in einen hitzefesten Glasreaktor (Innendurchmesser: 10 mm) gefüllt. Der Glasreaktor wird in einer Salzschmelze erhitzt. Ein aus 0,60 Prozent m-Xylol, 5,96 Prozent Ammoniak und 93,44 Prozent Luft bestehendes Gasgemisch wird bei einer Temperatur von 4O3°C und einer Raumgeschwindigkeit von 1210/Stunde durch das Katalysatorbett geleitet. Es werden 81,2 Molprozent Isophthaionitril und 2,5 Molprozent m-Iolunitril, bezogen auf das eingespeiste m-Xylol, erhalten.13 ml of the catalyst prepared above are in a heat-resistant Glass reactor (inner diameter: 10 mm) filled. The glass reactor is heated in a molten salt. One off 0.60 percent m-xylene, 5.96 percent ammonia and 93.44 percent air The gas mixture passes through the catalyst bed at a temperature of 403 ° C. and a space velocity of 1210 / hour directed. There are 81.2 mol percent isophthaionitrile and 2.5 mol percent m-Iolunitril, based on the fed m-xylene, obtain.

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Claims (10)

Patentansprüche :Patent claims: 21738362173836 /Ί. .Verfahren zur Herstellung aromatischer Nitrile durch Um- \_y Setzung eines Gasgemisches, das einen Alkylaromaten, Ammoniak und Sauerstoff oder ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas enthält, an einem auf einen Träger aufgebrachten, ein Vanadiumoxid, ein Chromoxid und ein Boroxid enthaltenden Katalysator "bei Temperaturen von 300 bis 5000C, dadurch gekennzeichnet , dass man die Umsetzung an einem Katalysator durchführt, der Siliciumdioxid als Träger und Vanadiumoxid, Chromoxid und Boroxid in einem Atomverhältnis von V : Cr : B von 1 : 0,5 : 0,1 bis 1 : 2 : 1,2 enthält und dessen Gesamtoxidgehalt der auf den Träger aufgebrachten Oxide, berechnet als VpOf-, Cr2O7. und BpO,, 20 bis 80 Gewichtsprozent beträgt./ Ί. .Process for the production of aromatic nitriles by reaction of a gas mixture which contains an alkyl aromatic, ammonia and oxygen or a gas containing free oxygen on a catalyst which is applied to a support and contains a vanadium oxide, a chromium oxide and a boron oxide "at temperatures from 300 to 500 0 C, characterized in that the reaction is carried out on a catalyst containing silicon dioxide as the carrier and vanadium oxide, chromium oxide and boron oxide in an atomic ratio of V: Cr: B of 1: 0.5: 0.1 to 1 : 2: 1.2 and its total oxide content of the oxides applied to the support, calculated as VpOf-, Cr 2 O 7. And BpO ,, is 20 to 80 percent by weight. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung an einem Katalysator durchführt, dessen Atomverhältnis V : Cr : B von 1 : 0,7 : 0,3 bis 1 : 1,5 : 1,0 und dessen Gesamtoxidgehalt der auf den Träger aufgebrachten Oxide 30 bis 60 Gewichtsprozent beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out over a catalyst whose atomic ratio V: Cr: B from 1: 0.7: 0.3 to 1: 1.5: 1.0 and its total oxide content that applied to the support Oxide is 30 to 60 percent by weight. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung mit Toluol, Äthylbenzol, Xylol, Diäthylbenzol, Mesitylen, Diisopropylbenzol, Cymol oder Methylnaphthalin als Alkylaromaten durchführt.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the reaction with toluene, ethylbenzene, xylene, Diethylbenzene, mesitylene, diisopropylbenzene, cymene or Performs methylnaphthalene as alkyl aromatics. 109849/1992109849/1992 21?383621? 3836 . Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung mit einem Gasgemisch durchführt, das 0,5 "bis . Method according to claim 1 to 3, characterized in that that the reaction is carried out with a gas mixture that is 0.5 "to 4 Volumprozent eines Alkyl aromaten enthält, falls Luft als freien Sauerstoff enthaltendes Gas eingesetzt wird.Contains 4 percent by volume of an alkyl aromatic, if Air is used as the gas containing free oxygen. 5. Verfahren nach Anspruch 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung mit mehr als der theoretisch "benötigten Ammoniakmenge durchführt.5. The method according to claim 1 "to 4, characterized in that that the reaction is carried out with more than the "theoretically required" amount of ammonia. 6. Verfahren nach Anspruch 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung mit mindestens der 1,5-fachen theoretisch benötigter. Sauer st off menge durchführt.6. The method according to claim 1 "to 5, characterized in that that the implementation with at least 1.5 times the theoretically required. Sauer st off quantity carries out. 7. Verfahren nach Anspruch 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung "bei Temperaturen von 330 "bis 45O0O durchführt„7. The method according to claim 1 "to 6, characterized in that the reaction is carried out" at temperatures of 330 "to 45O 0 O" 8. Verfahren nach Anspruch 1 "bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung mit Verweilzeiten des Gasgemisches am Katalysator von 0,5 "bis 30 Sekunden durchführt.8. The method according to claim 1 "to 7, characterized in that that the reaction is carried out with residence times of the gas mixture on the catalyst of 0.5 "to 30 seconds. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung mit Luft als freien Sauerstoff enthaltendes Gas durchführt.9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the reaction is carried out with air as the free oxygen Gas carries out. 10. Katalysator zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9» enthaltend Siliciumdioxid als Träger und Vanadiumbxid, Chromoxid und Boroxid in einem Atomverhältni3 von V : Cr : B von 1 : 0,5 : 0,1 bis 1 : 2 : 1,2 und einem Gesamtoxidgehalt10. Catalyst for carrying out the process according to claim 1 to 9 »containing silicon dioxide as a carrier and vanadium oxide, Chromium oxide and boron oxide in an atomic ratio of V: Cr: B from 1: 0.5: 0.1 to 1: 2: 1.2 and a total oxide content 10 9 8 4 9/199210 9 8 4 9/1992 der auf den Träger aufgebrachten Oxide, berechnet als V2O5, Cr2O3 und B2O,fvon 20 bis 80 Gewichtsprozent.of the oxides applied to the support, calculated as V 2 O 5 , Cr 2 O 3 and B 2 O, f from 20 to 80 percent by weight. 109849/1992109849/1992
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