198133. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vanádium és foszfor és kívánt esetben bór vegyes oxidjait tartalmazó, hordozó nélküli katalizátorok előállítására
5 39o 133 6 Miként az előzőekben említettük, a vanadium és foszfor vegyes oxidjaiból álló katalizátor prekurzor olyan, az irodalomból általánosan ismert eljárásokkal készíthető, amelyek közé számít a vizes vagy szerves közegben történő reagáltatás is, így, amint az az irodalomból ismert, a katalizátor prekurzor vanadium összetevőjét vagy egy négy-vegyértékű vanádiumot tartalmazó só, vagy egy olyan öt-vegyértékű vanádium-vegyület felhasználásával kaphatjuk meg, amely in situ négy-vegyértékű vanádiumsóvá redukálható. Az alkalmas vegyületekre jellemző példaként említhetjük a vanádium-tetrakloridot, a vanádiumdioxidot, a vanádium-oxibromidot, stb., amely mind négy-vegyértékű só; a vanádium-pentoxid (ami előnyös), a vanádium-oxitribromid, a vanádium-oxitriklorid, stb. pedig mind öt-vegyértékű vanádlumvegyület. A katalizátor prekurzor foszforjának forrásaként foszforossavat, í'oszforsavat, így metafoszforsavat, trifoszforsavat, pirofoszforsavat vagy hasonlót alkalmazhatunk. Amint az az irodalomból ismert, a vanádium és foszfor vegyületeit, ha a vanádiumot négyvegyértékű alakban akarjuk megtartani, akkor nemoxidáló körülmények között, vagy, ha alternatív módon egy öt-vegydríékű vanadium vegyületet in situ akarunk négy-vegyértékűvé átalakítani, akkor redukáló körülmények között vizes vagy szerves közegben reagáltathatjuk egymással. Amint az az irodalomból ismert, a foszfor és a vanadium vegyületeit olyan savas oldatban reagáitatjuk egymással, amelynek redukáló tulajdonságai vannak, mint például a sósavnak. A vanadium-és foszfor vegyes cxidjaií tartalmazó katalizátor prekurzor előállítására szolgáló eljárások amint azt a 4 085 122 számú amerikai egyesült álla mokbeli szabadalmi leírás és más szabadalmi leírások 'is tanúsítják, az irodalomból jól ismertek, ezért a találmány teljes megértéséhez semmilyen további vonatkozó részlet közlését nem tartjuk szükségesnek. Bár a találmány szerinti eljárással előállított katalizátor a legváltozatosabb oxidációs reakciókhoz használható, különösen alkalmas maleinsavanhidridnek — különösen fluidizáit ágyban történő — előállítására. Amint az az irodalomból általánosan ismert, az n-bután oxigén és fluidizáit katalizátor jelenlétében 320 °C és 500 "C közötti, előnyösen 360 C és 460 °C közötti hőmérséklet-tartományban maleinsavanhidriddé oxidálható. A reakciót oxigén felesleggel, az oxigént előnyösen egy inert gázzal, például levegővel kombinálva hajtjuk végre úgy, hogy az oxigénnek a butánhoz viszonyított tömegaránya 15:1-től 1 :1-ig, előnyösen 10:1-től 2:1-ig terjedjen. Amint az az irodalomból ismert, a bután az előnyös kiindulási anyag, bár a 4—10 szénatomot tartalmazó telített, vagy telítetlen szénhidrogének, uint például az nbutének, az 3,3-butadién vagy a finomítók 4-szénatomos melléktermékei — különösen előnyösen az n-bután — vagy azok keverékei is alkalmasak alapanyagként. A találmány szerinti eljárással előállított katalizátort ismert mennyiségben alkalmazzuk. A következő példákban a katalizátorok kopásállóságát olyan eljárással vizsgáltuk, amely hasonló a 4 010 116 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás 3. oszlopában leírthoz. A vizsgálat során az ismert mennyiségű katalizátorra közel hang sebességgel, merőlegesen felütköző iégsugár hatására a vizsgálat kezdetétől számított 30. és 90. perc között keletkezett finom port (részecskenagyság 20#no alatt) összegyűjtöttük és lemértük. A finom porla dékot a 4 010 116 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban foglaltaknak megfelelően visszanyertük és az adott katalizátorra és a specifikált körülményekre vonatkozó kopási értéknek (AR) az egy óra alatt (a 30-tól 90 percig) képződő finom por tömeg%-ban számított értékét neveztük. Jóllehet az így számított kopási érlek és a katalizátor tényleges üzemi teljesítőképessége között nincsen mennyiségi összefüggés, a kívánt kopásállóságra vonatkozó tapasztalatok körének bővítése céljából ugyanezzel az eljárással vizsgáltuk a fluidizáit ágyakban kopásállónknak ismert és alkalmazott, kereskedelmi katalizátorok (a hordozó nélküli vanádiumfoszfor vegyes oxid katalizátoroktól eltérő katalizátorok) kopásállóságát. Három különböző, a kereskedelemben kapható ilyen típusú katalizátort megvizsgálva úgy találtuk, hogy a kopási számok (AR) 2—26-ig terjednek, amelyek közül a kisebb AR-érték nagyobb kopásállóságú katalizátort jelent. 2. példa A 4 085 122 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1. példa) szerint előállított 1000 g vegyes vanadium és foszforoxid szárított komplexet (VPO) 1000 g vízzel és 235 g hidratált cirkőnium-hidroxid pasztával (víztartalom megközelítően 85 tömeg%) elegyítünk, majd nagy' intenzitású golyósmalomba töltjük- Ehhez a munkához az Union Process, Inc./ Akron, Ohio által gyártott „Attriton 1-S” laboratóriumi típust alkalmaztuk. Az őrléshez 4,76 mm átmérőjű rozsdamentes acélgolyókból 18,1 kg-ot használtunk. 1. Első őrlés A műveletet mintegy 370 fcrd./perc tengelyforduhitszám mellett egy órán át végeztük. A mechanikus energia disszipációja folytán a közeg hőmérséklete egy óra alatt mintegy 80 °C-ra emelkedett, jóllehet az őrlőberendezés köpenyében fűtőközeget nem cirkuláltatíunk. A szuszpenzióból vett mintában 0,5 jum-náí nagyobb átmérőjű szemcsét nem találtunk. 2. Kinyerés Az őrlőberendezésből eltávolított szuszpenziót permetezve szárítottuk meg. így 40—200 p.m átmérőjű mikroszférikus anyagot kaptunk, amit a továbbiakban feldolgoztunk. 3. Kalcinálds A permetezve megszárított terméket fokozatosan ^-50 °C-ra hevítettük és ezen a hőmérsékleten 6 órán át tartottuk. A kalcinálás alatt a kályhámul N2 atmoszféra volt. 4. Második őrlés 1000 g, az előző lépésből nyert anyagot összekevertük 1000 g vízzel, és az őrlőberendezésbe töltöttük. A köpenyben hűtővizet nerp cirkuláltattunk. A részecskeméret csökkentéséhez szükséges kezdeti őrlési periódus után 300 g vízben oldott 47 g (85 t.%-os) H.?P04-t adtunk hozzá. Három órás műveleti 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
