DE19948523A1 - Gas phase oxidation of propylene to acrylic acid using ring-shaped multi-metal oxide catalyst of specified geometry to maximize selectivity and space-time yield - Google Patents

Gas phase oxidation of propylene to acrylic acid using ring-shaped multi-metal oxide catalyst of specified geometry to maximize selectivity and space-time yield

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DE19948523A1 DE1999148523 DE19948523A DE19948523A1 DE 19948523 A1 DE19948523 A1 DE 19948523A1 DE 1999148523 DE1999148523 DE 1999148523 DE 19948523 A DE19948523 A DE 19948523A DE 19948523 A1 DE19948523 A1 DE 19948523A1
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Abstract

Gas phase oxidation of propylene into acrylic acid in which the mixture of reaction gas is oxidized on a first fixed-bed catalyst and the mixture of product gas which contain acrolein oxidized on a second fixed-bed catalyst. The catalyst shaped bodies comprise an annular geometry in both reaction steps. Gas-phase oxidation of propylene in a one-stage reaction to acrolein and/or acrylic acid or in a two-stage reaction to acrylic acid is such that (i) the initial charge in both cases is \- 160 Nl propylene/l catalyst hour; (ii) the charge to the 2nd stage (if used) includes \- 140 NL acrolein/l catalyst hour ; and (iii) the catalyst or catalysts is/are of ring form with an outer diameter 2-11 mm, length 2-11 mm and a wall-thickness 1-5 mm. The process comprises (A) feeding a mixture of propylene, molecular oxygen and an inert gas with molar ratio O2 : C3H6 \- 1 at high temperature over a solid bed catalyst with characteristics (i) and (iii) above and comprising a multi-metal oxide containing Mo and/or W together with Bi, Te, Sb, Sn and/or Cu such that the propylene conversion and the combined selectivity for acrolein and the acrylic acid by-product are both \- 90 mol.%; and optionally (B) cooling the acrolein-containing gas product and optionally adding molecular O2 and/or inert gas prior to passing it at high temperature and with molar ratio O2 : acrolein \- 0.5 over a Mo- and V-containing multi-metal oxide solid bed catalyst such that the acrolein conversion is \- 90 mol.% and the combined two-stage acrylic acid selectivity (based on propylene conversion) is \- 80 mol.%.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der katalytischen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure, bei dem man ein Propen, molekularen Sauerstoff und wenigstens ein Inertgas ent­ haltendes Reaktionsgasausgangsgemisch 1, das den molekularen Sau­ erstoff und das Propen in einem molaren Verhältnis O2 : C3H6 ≧ 1, enthält, zunächst in einer ersten Reaktionsstufe bei erhöhter Temperatur so über einen ersten Festbettkatalysator, dessen Aktivmasse wenigstens ein Molybdän und/oder Wolfram sowie Wismut, Tellur, Antimon, Zinn und/oder Kupfer enthaltendes Multimetall­ oxid ist, führt, daß der Propenumsatz bei einmaligem Durchgang ≧ 90 mol-% und die damit einhergehende Selektivität der Acrolein­ bildung sowie der Acrylsäurenebenproduktbildung zusammengenommen ≧ 90 mol-% betragen, die Temperatur des die erste Reaktionsstufe verlassenden Produktgasgemisches durch direkte und/oder indirekte Kühlung gegebenenfalls verringert und dem Produktgasgemisch gege­ benenfalls molekularen Sauerstoff und/oder Inertgas zugibt, und danach das Produktgasgemisch als Acrolein, molekularen Sauerstoff und wenigstens ein Inertgas enthaltendes Reaktionsgasausgangs­ gemisch 2, das den molekularen Sauerstoff und das Acrolein in einem molaren Verhältnis O2 : C3H4O ≧ 1 enthält, in einer zweiten Reaktionsstufe bei erhöhter Temperatur so über einen zweiten Festbettkatalysator, dessen Aktivmasse wenigstens ein Molybdän und Vanadin enthaltendes Multimetalloxid ist, führt, daß der Acroleinumsatz bei einmaligem Durchgang ≧ 90 mol-% und die Selektivität der über beide Reaktionsstufen bilanzierten Acryl­ säurebildung, bezogen auf umgesetztes Propen, ≧ 80 mol-% beträgt.The present invention relates to a process for the catalytic gas phase oxidation of propene to acrylic acid, in which one contains a propene, molecular oxygen and at least one inert gas containing reaction gas starting mixture 1 which contains the molecular oxygen and the propene in a molar ratio O 2 : C 3 H 6 ≧ 1, contains, first in a first reaction stage at elevated temperature over a first fixed bed catalyst, the active composition of which contains at least one multimetal oxide containing molybdenum and / or tungsten and bismuth, tellurium, antimony, tin and / or copper, which leads to propene conversion one pass ≧ 90 mol% and the associated selectivity of acrolein formation and acrylic acid by-product formation taken together ≧ 90 mol%, the temperature of the product gas mixture leaving the first reaction stage may be reduced by direct and / or indirect cooling and the product gas mixture may be molecular Adds oxygen and / or inert gas, and then the product gas mixture as acrolein, molecular oxygen and reaction gas starting mixture 2 containing at least one inert gas, which contains the molecular oxygen and acrolein in a molar ratio of O 2 : C 3 H 4 O ≧ 1, in a second reaction stage at elevated temperature over a second fixed bed catalyst, the active composition of which is at least one multimetal oxide containing molybdenum and vanadium, leads to the fact that the acrolein conversion in a single pass ≧ 90 mol% and the selectivity of the acrylic acid formation balanced over both reaction stages, based on the conversion Propene, ≧ 80 mol%.

Das vorgenannte Verfahren der katalytischen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure ist allgemein bekannt (vgl. z. B. DE-A 30 02 829). Im besonderen sind die beiden Reaktionsstufen für sich bekannt (vgl. z. B. EP-A 714700, EP-A 700893, EP-A 15565, DE-C 28 30 765, DE-C 33 38 380, JP-A 91/294239, EP-A 807465, WO 98/24746, EP-B 279374, DE-C 25 13 405, DE-A 33 00 044, EP-A 575897 und DE-A 198 55 913).The aforementioned process of catalytic gas phase oxidation from propene to acrylic acid is generally known (see e.g. DE-A 30 02 829). In particular, the two reaction stages are for known (see e.g. EP-A 714700, EP-A 700893, EP-A 15565, DE-C 28 30 765, DE-C 33 38 380, JP-A 91/294239, EP-A 807465, WO 98/24746, EP-B 279374, DE-C 25 13 405, DE-A 33 00 044, EP-A 575897 and DE-A 198 55 913).

Acrylsäure ist ein bedeutendes Monomeres, das als solches oder in Form seiner Alkylester zur Erzeugung von z. B. als Klebstoffen geeigneten Polymerisaten Verwendung findet. Acrylic acid is an important monomer which, as such or in Form of its alkyl ester for the production of z. B. as adhesives suitable polymers is used.  

Die Zielsetzung einer jeden zweistufigen Festbettgasphasenoxida­ tion von Propen zu Acrylsäure besteht grundsätzlich darin, eine möglichst hohe Raum-Zeit-Ausbeute an Acrylsäure (RZAAS) zu erzie­ len (das ist bei einer kontinuierlichen Verfahrensweise die je Stunde und Gesamtvolumen der verwendeten Katalysatorschüttung in Litern erzeugte Gesamtmenge an Acrylsäure).The aim of every two-stage fixed-bed gas phase oxidation of propene to acrylic acid is basically to achieve the highest possible space-time yield of acrylic acid (RZA AS ) (that is, in a continuous process, the hourly and total volume of the catalyst bed used in liters produced Total amount of acrylic acid).

Es besteht deshalb generelles Interesse daran, eine solche zwei­ stufige Festbettgasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure einerseits unter einer möglichst hohen Belastung der ersten Fest­ bettkatalysatorschüttung mit Propen (darunter wird die Menge.an Propen in Normlitern (= Nl; das Volumen in Liter, das die ent­ sprechende Propenmenge bei Normalbedingungen, d. h., bei 25°C und 1 bar, einnehmen würde) verstanden, die als Bestandteil des Reaktionsgasausgangsgemisches 1 pro Stunde durch einen Liter an Katalysatorschüttung 1 geführt wird) und andererseits unter einer möglichst hohen Belastung der zweiten Festbettkatalysatorschüt­ tung mit Acrolein (darunter wird die Menge an Acrolein in Normli­ tern (= Nl; das Volumen in Liter, das die entsprechende Acrolein­ menge bei Normalbedingungen, d. h., bei 25°C und 1 bar, einnehmen würde) verstanden, die als Bestandteil das Reaktionsgemisches 2 pro Stunde durch einen Liter an Katalysatorschüttung 2 geführt wird) durchzuführen, ohne dabei den beim einmaligen Durchgang der beiden Reaktionsgasausgangsgemische 1, 2 durch die beiden Fest­ bettkatalysatorschüttungen erfolgenden Umsatz an Propen und Acrolein sowie die über beide Reaktionsstufen bilanzierte Selektivität der damit einhergehenden Acrylsäurebildung (bezogen auf umgesetztes Propen) nennenswert zu beeinträchtigen.There is therefore general interest in having two of these stage fixed bed gas phase oxidation of propene to acrylic acid on the one hand under the highest possible load the first hard bed catalyst bed with propene (below this, the amount of Propene in standard liters (= Nl; the volume in liters that the ent speaking amount of propene under normal conditions, d. i.e., at 25 ° C and 1 bar, would take) understood as part of the Reaction gas starting mixture 1 per hour by one liter Catalyst bed 1 is performed) and on the other hand under a loading the second fixed bed catalyst bed as high as possible treatment with acrolein (the amount of acrolein in Normli tern (= Nl; the volume in liters that the corresponding acrolein amount under normal conditions, d. that is, at 25 ° C and 1 bar would) understood that the reaction mixture 2 passed per hour through a liter of catalyst bed 2 will be carried out without doing so during the single pass of the two reaction gas starting mixtures 1, 2 through the two solid bed catalyst bulk sales of propene and Acrolein as well as the balanced over both reaction stages Selectivity of the associated acrylic acid formation (related on converted propene).

Die Realisierung des Vorgenannten wird durch die Tatsache beein­ trächtigt, daß sowohl die Festbettgasphasenoxidation von Propen zu Acrolein als auch die Festbettgasphasenoxidation von Acrolein zu Acrylsäure einerseits stark exotherm verläuft und andererseits von einer Vielfalt möglicher Parallel- und Folgereaktionen begleitet wird.The realization of the above is affected by the fact that both the fixed bed gas phase oxidation of propene to acrolein as well as the fixed bed gas phase oxidation of acrolein acrylic acid is strongly exothermic on the one hand and on the other hand of a variety of possible parallel and follow-up reactions is accompanied.

Prinzipiell können bei der eingangs beschriebenen Festbettgaspha­ senoxidation von Propen zu Acrylsäure die als katalytische Aktiv­ massen geeigneten Multimetalloxide in Pulverform eingesetzt wer­ den. Üblicherweise werden sie jedoch zu bestimmten Katalysator­ geometrien geformt eingesetzt, da Aktivmassenpulver wegen des schlechten Gasdurchgangs für eine großtechnische Verwendung unge­ eignet ist.In principle, with the fixed bed gas phase described at the beginning Senoxidation of propene to acrylic acid as a catalytic active suitable multimetal oxides in powder form the. However, they usually become a specific catalyst Shaped geometries used because active mass powder because of the poor gas passage for large-scale use is suitable.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, die Geometrie der in den beiden Katalysatorfestbetten der eingangs beschriebenen katalytischen Festbettgasphasenoxidation zu verwen­ denden Katalysatorformkörper so zu wählen, daß bei hoher Eduktbe­ lastung der Festbettkatalysatorschüttungen und vorgegebenem Eduktumsatz bei einmaligem Durchgang durch die Festbettkatalysa­ torschüttungen eine möglichst hohe Selektivität der Ziel­ verbindung Acrylsäure resultiert.The object of the present invention was now that Geometry of the two fixed catalyst beds at the beginning to use the described catalytic fixed bed gas phase oxidation  to choose the shaped catalyst body so that at high educt load of the fixed bed catalyst beds and predetermined Educt conversion with a single pass through the fixed bed catalyst goal selectivity the target selectivity as high as possible compound acrylic acid results.

Dabei konnte von nachfolgendem Stand der Technik ausgegangen wer­ den.The following state of the art could be assumed the.

Die konventionellen Verfahren der katalytischen Festbettgasphase­ noxidation von Propen zu Acrolein bzw. von Acrolein zu Acryl­ säure, die dadurch charakterisiert sind, daß als ein Hauptbe­ standteil des inerten Verdünnungsgases Stickstoff und außerdem ein in einer Reaktionszone befindlicher und längs dieser Reaktionszone homogener, d. h., über die Festbettkatalysatorschüt­ tung chemisch einheitlich zusammengesetzter, Festbettkatalysator verwendet und die Temperatur der Reaktionszone auf einem über die Reaktionszone einheitlichen Wert gehalten wird (unter Temperatur einer Reaktionszone wird hier die Temperatur der in der Reaktionszone befindlichen Festbettkatalysatorschüttung bei Aus­ übung des Verfahrens in Abwesenheit einer chemischen Reaktion verstanden; ist diese Temperatur innerhalb der Reaktionszone nicht konstant, so meint der Begriff Temperatur einer Reaktions­ zone hier den Zahlenmittelwert der Temperatur der Katalysator­ schüttung längs der Reaktionszone), beschränken den anzuwendenden Wert der Propen- bzw. Acroleinbelastung der Festbettkatalysator­ schüttung üblicherweise auf vergleichsweise niedrige Werte.The conventional processes of the catalytic fixed bed gas phase Oxidation of propene to acrolein or acrolein to acrylic acid, which are characterized in that as a main name component of the inert diluent gas nitrogen and also one located in and along a reaction zone Reaction zone more homogeneous, d. i.e. over the fixed bed catalyst fix chemically composed, fixed bed catalyst used and the temperature of the reaction zone on a over the Reaction zone is kept uniform value (under temperature In a reaction zone, the temperature in the Fixed bed catalyst bed located in the reaction zone at Aus practice of the process in the absence of a chemical reaction Roger that; is this temperature within the reaction zone not constant, that is the term temperature of a reaction zone here the number average of the temperature of the catalyst bed along the reaction zone), limit the one to be used Value of the propene or acrolein pollution of the fixed bed catalyst fill usually to comparatively low values.

So liegt der angewandte Wert der Propenbelastung der Festbettka­ talysatorschüttung normalerweise bei Werten ≦ 155 Nl Propen/l Katalysatorschüttung.h (vgl. z. B. EP-A 15565 (maximale Propen­ last = 120 Nl Propen/l.h), DE-C 28 30 765 (maximale Propenlast = 94,5 Nl Propen/l.h), EP-A 804465 (maximale Propenlast = 128 Nl Propen/l.h), EP-B 279374 (maximale Propenlast = 112 Nl Propen/l.h), DE-C 25 13 405 (maximale Propenlast = 110 Nl Propen/l.h), DE-A 33 00 044 (maximale Propenlast = 112 Nl Propen/l.h) und EP-A 575897 (maximale Propenlast = 120 Nl Propen/l.h).So the applied value of the propene load of the fixed bed is catalyst bed normally at values ≦ 155 Nl propene / l Catalyst bed.h (see e.g. EP-A 15565 (maximum propene last = 120 Nl propene / l.h), DE-C 28 30 765 (maximum propene load = 94.5 Nl propene / l.h), EP-A 804465 (maximum propene load = 128 Nl Propene / l.h), EP-B 279374 (maximum propene load = 112 Nl propene / l.h), DE-C 25 13 405 (maximum propene load = 110 Nl propene / l.h), DE-A 33 00 044 (maximum propene load = 112 Nl propene / l.h) and EP-A 575897 (maximum propene load = 120 Nl propene / l.h).

Ebenso beträgt in im wesentlichen allen Beispielen der DE-C 33 38 380 die maximale Propenlast 126 Nl Propen/l.h; ledig­ lich in Beispiel 3 dieser Schrift wird eine Propenlast von 162 Nl/l.h realisiert, wobei als Katalysatorformkörper ausschließlich aus Aktivmasse bestehende Vollzylinder mit einer Länge von 7 mm und einem Durchmesser von 5 mm verwendet werden. Likewise, in essentially all examples DE-C 33 38 380 the maximum propene load 126 Nl propene / l.h; single In example 3 of this document, a propene load of 162 Nl / l.h realized, being as a shaped catalyst body Solid cylinders consisting exclusively of active compound with a Length of 7 mm and a diameter of 5 mm can be used.  

In der EP-B 450596 wird unter Anwendung einer strukturierten Katalysatorschüttung bei ansonsten konventioneller Verfahrens­ weise eine Propenlast der Katalysatorschüttung von 202,5 Nl/Pro­ pen/l.h offenbart. Als Katalysatorformkörper werden kugelförmige Schalenkatalysatoren eingesetzt.EP-B 450596 uses a structured Catalyst bed in an otherwise conventional process have a propene load of the catalyst bed of 202.5 Nl / Pro pen / l.h. The shaped catalyst bodies are spherical Shell catalysts used.

In der EP-A 293224 werden ebenfalls Propenbelastungen oberhalb von 160 Nl Propen/l.h offenbart, wobei ein an molekularem Stick­ stoff vollkommen freies inertes Verdünnungsgas verwendet wird. Die angewendete Katalysatorgeometrie wird dabei nicht mitgeteilt.In EP-A 293224 propene loads are also above of 160 Nl propene / l.h, one of molecular sticks completely free inert diluent gas is used. The catalyst geometry used is not disclosed.

Die EP-A 253409 und das zugehörige Äquivalent, die EP-A 257565, offenbaren, daß bei Verwendung eines inerten Verdünnungsgases, das eine höhere molare Wärmekapazität als molekularer Stickstoff aufweist, der Anteil an Propen im Reaktionsgasausgangsgemisch erhöht werden kann. Nichtsdestotrotz liegt aber auch in den bei­ den vorgenannten Schriften die maximale realisierte Propenbela­ stung der Katalysatorschüttung bei 140 Nl Propen/l.h. Zur anzu­ wendenden Katalysatorgeometrie machen beide Schriften keine Aus­ sage.EP-A 253409 and the associated equivalent, EP-A 257565, disclose that when using an inert diluent gas, which has a higher molar heat capacity than molecular nitrogen has, the proportion of propene in the reaction gas starting mixture can be increased. Nevertheless, is also included in the the aforementioned writings the maximum realized propenbela the catalyst bed at 140 Nl propene / l.h. To start Both writings make no difference to the catalytic converter geometry legend.

In entsprechender Weise wie die konventionellen Verfahren der katalytischen Festbettgasphasenoxidation von Propen zu Acrolein beschränken auch die konventionellen Verfahren der katalytischen Festbettgasphasenoxidation von Acrolein zu Acrylsäure die Acroleinbelastung der Festbettkatalysatorschüttung normalerweise auf Werte ≦ 150 Nl Acrolein/l Katalysator . h (vgl. z. B. EP-B 700893; als Katalysatorformkörper werden kugelförmige Schalenkatalysatoren eingesetzt).In the same way as the conventional methods of Catalytic fixed bed gas phase oxidation of propene to acrolein also limit the conventional methods of catalytic Fixed bed gas phase oxidation of acrolein to acrylic acid Fixed bed catalyst bed acrolein loading normally to values ≦ 150 Nl acrolein / l catalyst. h (see e.g. EP-B 700893; as shaped catalyst bodies are spherical Cup catalysts used).

Zweistufige Gasphasenoxidationen von Propen zu Acrylsäure, bei denen in den beiden Oxidationsstufen sowohl eine hohe Propenbela­ stung als auch eine hohe Acroleinbelastung des jeweiligen Fest­ bettkatalysators gefahren werden, sind aus dem Stand der Technik so gut wie nicht bekannt.Two-stage gas phase oxidation of propene to acrylic acid, at those in the two oxidation states both have a high propenbela as well as a high acrolein load of the respective festival bed catalyst are driven, are from the prior art almost unknown.

Eine der wenigen Ausnahmen bilden die bereits zitierte EP-A 253409 und das zugehörige Äquivalent, die EP-A 257565. Eine weitere Ausnahme bildet die bereits zitierte EP-A 293224, wobei in der Stufe der Oxidation des Acroleins kugelförmige Schalen­ katalysatoren verwendet werden.One of the few exceptions is the one already cited EP-A 253409 and the associated equivalent, EP-A 257565. A Another exception is the already cited EP-A 293224, wherein spherical shells in the oxidation of acrolein catalysts are used.

Die prinzipielle Verwendbarkeit von Ringen als Geometrie für die in den beiden relevanten Oxidationsstufen einzusetzenden Katalysatorformkörper ist aus dem Stand der Technik bekannt. The basic usability of rings as geometry for the to be used in the two relevant oxidation states Shaped catalyst bodies are known from the prior art.  

Beispielsweise wird die Ringgeometrie in der DE-A 31 13 179 unter dem Aspekt "möglichst geringer Druckverlust" ganz generell für exotherme Festbettgasphasenoxidationen nahegelegt. Allerdings weist diese Schrift daraufhin, daß der Einfluß der Geometrie auf die Selektivität der Produktbildung von Reaktion zu Reaktion un­ terschiedlich sein kann.For example, the ring geometry is described in DE-A 31 13 179 the aspect "lowest possible pressure loss" in general for exothermic fixed bed gas phase oxidations are suggested. Indeed this document indicates that the influence of geometry the selectivity of the product formation from reaction to reaction un can be different.

Im übrigen ist die Verwendung von Ringgeometrie aufweisenden Katalysatorformkörpern für die katalytische Gasphasenoxidation von Propen und/oder Acrolein z. B. aus der EP-A 575897, der DE-A 198 55 913 und der EP-A 700893 vorbekannt. In allen Fällen war die Anwendung der Ringgeometrie aufweisenden Katalysatorform­ körper jedoch auf geringe Eduktbelastungen beschränkt.Otherwise, the use of ring geometry is Shaped catalyst bodies for catalytic gas phase oxidation of propene and / or acrolein e.g. B. from EP-A 575897, the DE-A 198 55 913 and EP-A 700893 previously known. In all cases the use of the ring shape having a catalyst shape body, however, limited to low educt loads.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren der katalytischen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure, bei dem man ein Propen, molekularen Sauerstoff und wenigstens ein Inertgas enthaltendes Reaktionsgasausgangsgemisch 1, das den molekularen Sauerstoff und das Propen in einem molaren Verhältnis O2 : C3H6 ≧ 1 enthält, zunächst in einer ersten Reaktionsstufe bei erhöhter Temperatur so über einen ersten Festbettkatalysator, dessen Aktivmasse wenigstens ein Molybdän und/oder Wolfram sowie Wismut, Tellur, Antimon, Zinn und/oder Kupfer enthaltendes Multi­ metalloxid ist, führt, daß der Propenumsatz bei einmaligem Durch­ gang ≧ 90 mol-% und die damit einhergehende Selektivität der Acroleinbildung sowie der Acrylsäurenebenproduktbildung zusammen­ genommen ≧ 90 mol-% betragen, die Temperatur des die erste Reak­ tionsstufe verlassenden Produktgasgemisches durch direkte und/­ oder indirekte Kühlung gegebenenfalls verringert und dem Produkt­ gasgemisch gegebenenfalls molekularen Sauerstoff und/oder Inert­ gas zugibt, und danach das Produktgasgemisch als Acrolein, mole­ kularen Sauerstoff und wenigstens ein Inertgas enthaltendes Reaktionsgasausgangsgemisch 2, das den molekularen Sauerstoff und das Acrolein in einem molaren Verhältnis O2 : C3H4O ≧ 1 enthält, in einer zweiten Reaktionsstufe bei erhöhter Temperatur so über einen zweiten Festbettkatalysator, dessen Aktivmasse wenigstens ein Molybdän und Vanadin enthaltendes Multimetalloxid ist, führt, daß der Acroleinumsatz bei einmaligem Durchgang ≧ 90 mol-% und die Selektivität der über beide Reaktionsstufen bilanzierten Acrylsäurebildung, bezogen auf umgesetztes Propen, ≧ 80 Mol-% beträgt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
The present invention therefore relates to a process for the catalytic gas phase oxidation of propene to acrylic acid, in which a starting gas mixture 1 containing propene, molecular oxygen and at least one inert gas, the molecular oxygen and the propene in a molar ratio O 2 : C 3 H 6 ≧ 1 contains, initially in a first reaction stage at elevated temperature over a first fixed bed catalyst, the active composition of which contains at least one multi-metal oxide containing molybdenum and / or tungsten and bismuth, tellurium, antimony, tin and / or copper, which leads to propene conversion single pass ≧ 90 mol% and the associated selectivity of acrolein formation and acrylic acid by-product formation taken together ≧ 90 mol%, the temperature of the product gas mixture leaving the first reaction stage may be reduced by direct and / or indirect cooling and the product gas mixture added if necessary adding molecular oxygen and / or inert gas, and then the product gas mixture as acrolein, molecular oxygen and at least one inert gas-containing reaction gas starting mixture 2, which contains the molecular oxygen and acrolein in a molar ratio O 2 : C 3 H 4 O ≧ 1 , in a second reaction stage at elevated temperature over a second fixed bed catalyst, the active composition of which is at least one multimetal oxide containing molybdenum and vanadium, leads to the fact that the acrolein conversion in a single pass ≧ 90 mol% and the selectivity of the acrylic acid formation balanced over both reaction stages, based on converted propene, ≧ 80 mol%, which is characterized in that

  • a) die Belastung des ersten Festbettkatalysators mit dem im Reaktionsgasausgangsgemisch 1 enthaltenen Propen ≧ 160 Nl Propen/l Katalysatorschüttung.h beträgt, a) the load of the first fixed bed catalyst with the im Reaction gas starting mixture 1 contained propene ≧ 160 Nl Propene / l catalyst bed. H,  
  • b) die Belastung des zweiten Festbettkatalysators mit dem im Reaktionsgasausgangsgemisch 2 enthaltenen Acrolein ≧ 140 Nl Acrolein/l Katalysatorschüttung.h beträgt undb) the load on the second fixed bed catalyst with the im Reaction gas starting mixture 2 contain acrolein N 140 Nl Acrolein / l catalyst bed.h is and
  • c) sowohl die Geometrie der Katalysatorformkörper des ersten Festbettkatalysators als auch die Geometrie der Katalysator­ formkörper des zweiten Festbettkatalysators mit der Maßgabe ringförmig ist, daß
    • - der Ringaußendurchmesser 2 bis 11 mm,
    • - die Ringlänge 2 bis 11 mm und
    • - die Wandstärke des Ringes 1 bis 5 mm beträgt.
    c) both the geometry of the shaped catalyst bodies of the first fixed bed catalyst and the geometry of the shaped catalyst bodies of the second fixed bed catalyst is annular with the proviso that
    • - the outer ring diameter 2 to 11 mm,
    • - The ring length 2 to 11 mm and
    • - The wall thickness of the ring is 1 to 5 mm.

Erfindungsgemäß geeignete ringförmige Geometrien der Katalysator­ formkörper der beiden Katalysatorfestbetten sind u. a. diejenigen, die in der EP-A 184790, der DE-A 31 13 179, der DE-A 33 00 044 und der EP-A 714700 beschrieben sind.Ring-shaped geometries of the catalyst which are suitable according to the invention Shaped bodies of the two fixed catalyst beds are u. a. those, those in EP-A 184790, DE-A 31 13 179, DE-A 33 00 044 and EP-A 714700.

Ferner können die erfindungsgemäß geeigneten ringförmigen Katalysatorformkörper beider Reaktionsstufen sowohl Vollkataly­ satoren (bestehen ausschließlich aus der katalytisch aktiven Mul­ timetalloxidaktivmasse), Schalenkatalysatoren (ein ringförmiger Trägerkörper enthält auf seiner Außenfläche adsorptiv eine Schale der katalytisch aktiven Multimetalloxidmasse aufgebracht) als auch Trägerkatalysatoren (ein ringförmiger Trägerkörper enthält ein Absorbat der katalytisch aktiven Multimetalloxidmasse) sein.Furthermore, the ring-shaped suitable according to the invention Shaped catalyst bodies of both reaction stages, both fully catalyzed sators (consist exclusively of the catalytically active Mul active time oxide mass), shell catalysts (a ring-shaped The carrier body contains a shell on its outer surface by adsorption the catalytically active multimetal oxide mass applied) as also supported catalysts (contains an annular support body an absorbate of the catalytically active multimetal oxide mass).

Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahren in der ersten Reaktionsstufe ringförmige Vollkatalysatoren und in der zweiten Reaktionsstufe ringförmige Schalenkatalysatoren einge­ setzt. Selbstverständlich können aber auch die Kombinationen "Schalenkatalysator/Vollkatalysator" oder "Vollkatalysator/Voll­ katalysator" oder "Schalenkatalysator/Schalenkatalysator" in den beiden aufeinanderfolgenden Reaktionsstufen eingesetzt werden.Preferably, in the method according to the invention in the first reaction stage annular unsupported catalysts and in the second reaction stage ring-shaped coated catalysts puts. Of course, the combinations can "Shell catalytic converter / full catalytic converter" or "full catalytic converter / full catalyst "or" shell catalyst / shell catalyst "in the two successive reaction stages are used.

Im Fall von Schalenkatalysatoren werden erfindungsgemäß solche bevorzugt, deren Trägerringe eine Länge von 2 bis 10 mm (bzw. 3 bis 6 mm), einen Außendurchmesser von 2 bis 10 mm (bzw. 4 bis 8 mm) und eine Wanddicke von 1 bis 4 mm (bzw. 1 bis 2 mm) auf­ weisen. Ganz besonders bevorzugt besitzen die Trägerringe die Geometrie 7 mm × 3 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Länge × Innen­ durchmesser). Die Dicke der auf den ringförmigen Trägerkörper als Schale aufgebrachten katalytisch aktiven Oxidmasse liegt normalerweise ganz generell bei 10 bis 1000 µm. Bevorzugt sind 50 bis 500 µm, besonders bevorzugt 100 bis 500 µm und ganz besonders bevorzugt 150 bis 250 µm. In the case of coated catalysts, such catalysts are used according to the invention preferred, the carrier rings a length of 2 to 10 mm (or 3rd up to 6 mm), an outside diameter of 2 to 10 mm (or 4 to 8 mm) and a wall thickness of 1 to 4 mm (or 1 to 2 mm) point. The carrier rings very particularly preferably have the Geometry 7 mm × 3 mm × 4 mm (outside diameter × length × inside diameter). The thickness of the on the annular support body as Shell applied catalytically active oxide mass is usually in general at 10 to 1000 µm. 50 are preferred up to 500 µm, particularly preferably 100 to 500 µm and very particularly preferably 150 to 250 microns.  

Das vorstehend für die bevorzugte Geometrie der Trägerringe von erfindungsgemäß geeigneten Schalenkatalysatoren Gesagte gilt in gleicher Weise auch für die erfindungsgemäß geeigneten Träger­ katalysatoren.The above for the preferred geometry of the carrier rings of Shell catalysts suitable according to the invention The said applies in in the same way also for the carriers suitable according to the invention catalysts.

Im Fall von erfindungsgemäß geeigneten Vollkatalysatorringen kom­ men insbesondere jene in Betracht, für die gilt, daß der Innen­ durchmesser das 0,1- bis 0,7-fache des Außendurchmessers und die Länge das 0,5- bis 2-fache des Außendurchmessers beträgt.In the case of full catalyst rings suitable according to the invention, com especially those for which the interior applies diameter 0.1 to 0.7 times the outer diameter and Length is 0.5 to 2 times the outer diameter.

Günstige erfindungsgemäß verwendbare Vollkatalysatorringe haben einen Außendurchmesser von 2 bis 10 mm (bzw. 3 bis 7 mm), einen Ringinnendurchmesser von wenigstens 1,0 mm, eine Wanddicke von 1 bis 2 mm (bzw. höchstens 1,5 mm) und eine Länge von 2 bis 10 mm (bzw. 3 bis 6 mm). Häufig wird bei erfindungsgemäß geeigneten Vollkatalysatorringen der Außendurchmesser 4 bis 5 mm, der Innen­ durchmesser 1,5 bis 2,5 mm, die Wanddicke 1,0 bis 1,5 mm und die Länge 3 bis 6 mm betragen.Have cheap all-catalyst rings usable according to the invention an outer diameter of 2 to 10 mm (or 3 to 7 mm), one Inner ring diameter of at least 1.0 mm, a wall thickness of 1 up to 2 mm (or at most 1.5 mm) and a length of 2 to 10 mm (or 3 to 6 mm). Often, suitable in accordance with the invention Fully catalytic converter rings with an outside diameter of 4 to 5 mm, the inside diameter 1.5 to 2.5 mm, the wall thickness 1.0 to 1.5 mm and the Length 3 to 6 mm.

D. h., erfindungsgemäß geeignete Hohlzylindervollkatalysatorgeome­ trien sind (jeweils Außendurchmesser × Höhe × Innendurchmesser) die Geometrien 5 mm × 3 mm × 2 mm, 5 mm × 2 mm × 2 mm, 5 mm × 3 mm × 3 mm, 6 mm × 3 mm × 3 mm oder 7 mm × 3 mm × 4 mm.That is, hollow cylinder solid catalyst geome suitable according to the invention trien (each outer diameter × height × inner diameter) the geometries 5 mm × 3 mm × 2 mm, 5 mm × 2 mm × 2 mm, 5 mm × 3 mm × 3 mm, 6 mm × 3 mm × 3 mm or 7 mm × 3 mm × 4 mm.

Als Festbettkatalysatoren 1 kommen für das erfindungsgemäße Ver­ fahren alle diejenigen in Betracht, deren Aktivmasse wenigstens ein Mo, Bi und Fe enthaltendes Multimetalloxid ist.As fixed bed catalysts 1 come for the inventive Ver consider all those whose active mass at least is a multimetal oxide containing Mo, Bi and Fe.

D. h., prinzipiell können alle diejenigen Multimetalloxide, die in den Schriften DE-C 33 38 380, DE-A 199 02 562, EP-A 15565, DE-C 23 80 765, EP-A 807465, EP-A 279374, DE-A 33 00 044, EP-A 575897, US-A 4438217, DE-A 198 55 913, WO 98/24746, DE-A 197 46 210 (diejenigen der allgemeinen Formel II), JP-A 91/294239, EP-A 293224 und EP-A 700714 offenbart werden, als Aktivmassen für Festbettkatalysatoren 1 verwendet werden. Dies gilt insbesondere für die beispielhaften Ausführungsformen in diesen Schriften, unter denen jene der EP-A 15565, der EP-A 575897, der DE-A 197 46 210 und der DE-A 198 55 913 besonders bevorzugt werden. Besonders hervorzuheben sind in diesem Zusam­ menhang die Multimetalloxidaktivmasse gemäß Beispiel 1c aus der EP-A 15565 sowie eine in entsprechender Weise herzustellende Aktivmasse, die jedoch die Zusammensetzung
In principle, all those multimetal oxides described in DE-C 33 38 380, DE-A 199 02 562, EP-A 15565, DE-C 23 80 765, EP-A 807465, EP-A 279374 , DE-A 33 00 044, EP-A 575897, US-A 4438217, DE-A 198 55 913, WO 98/24746, DE-A 197 46 210 (those of the general formula II), JP-A 91/294239 , EP-A 293224 and EP-A 700714, are used as active compositions for fixed bed catalysts 1. This applies in particular to the exemplary embodiments in these documents, among which those of EP-A 15565, EP-A 575897, DE-A 197 46 210 and DE-A 198 55 913 are particularly preferred. Particularly noteworthy in this context are the multimetal oxide active composition according to Example 1c from EP-A 15565 and an active composition to be prepared in a corresponding manner, but the composition

Mo12Ni6,5Zn2Fe2Bi1P0,0065K0,06Ox.10SiO2 aufweist.Mo 12 Ni 6.5 Zn 2 Fe 2 Bi 1 P 0.0065 K 0.06 O x .10SiO 2 .

Als erfindungsgemäß geeignete Festbettkatalysatoren sind hervor­ zuheben das Beispiel mit der laufenden Nr. 3 aus der DE-A 198 55 913 (Stöchiometrie: Mo12Co7Fe3Bi0,6K0,08Si1,6Ox) als Hohl­ zylinder (Ring)vollkatalysator der Geometrie 5 mm × 3 mm × 2 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser) sowie der Multi­ metalloxid II-Vollkatalysator gemäß Beispiel 1 der DE-A 197 46 210. Ferner wären die Multimetalloxid-Ringvollkatalysatoren der US-A 4438217 zu nennen. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn diese Hohlzylinder eine Geometrie 5 mm × 2 mm × 2 mm, oder 5 mm × 3 mm × 2 mm, oder 6 mm × 3 mm × 3 mm, oder 7 mm × 3 mm × 4 mm (jeweils Außendurchmesser × Länge × Innen­ durchmesser) aufweisen.As a suitable according to the invention fixed bed catalysts are to be emphasized the example with the current No. 3 from DE-A 198 55 913 (stoichiometry: Mo 12 Co 7 Fe 3 Bi 0.6 K 0.08 Si 1.6 O x ) as a hollow cylinder (Ring) full catalyst of the geometry 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter) and the multi-metal oxide II full catalyst according to Example 1 of DE-A 197 46 210. Furthermore, the multi-metal oxide full catalysts of US Pat. No. 4,438,217 to call. The latter applies in particular if these hollow cylinders have a geometry of 5 mm × 2 mm × 2 mm, or 5 mm × 3 mm × 2 mm, or 6 mm × 3 mm × 3 mm, or 7 mm × 3 mm × 4 mm (each Have outside diameter × length × inside diameter).

Eine Vielzahl der für Festbettkatalysatoren 1 geeigneten Multime­ talloxidaktivmassen läßt sich unter der allgemeinen Formel I
A large number of the multimetal oxide active compositions suitable for fixed bed catalysts 1 can be obtained using the general formula I

Mo12BiaFebXc 1Xd 2Xe 3Xf 4On (I)
Mo 12 Bi a Fe b X c 1 X d 2 X e 3 X f 4 O n (I)

in der die Variablen nachfolgende Bedeutung aufweisen:
X1 = Nickel und/oder Kobalt,
X2 = Thallium, ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall,
X3 = Zink, Phosphor, Arsen, Bor, Antimon, Zinn, Cer, Blei und/­ oder Wolfram,
X4 = Silicium, Aluminium, Titan und/oder Zirkonium,
a = 0,5 bis 5,
b = 0,01 bis 5, vorzugsweise 2 bis 4,
c = 0 bis 10, vorzugsweise 3 bis 10,
d = 0 bis 2, vorzugsweise 0,02 bis 2,
e = 0 bis 8, vorzugsweise 0 bis 5,
f = 0 bis 10 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in I bestimmt wird,
subsummieren.
in which the variables have the following meaning:
X 1 = nickel and / or cobalt,
X 2 = thallium, an alkali metal and / or an alkaline earth metal,
X 3 = zinc, phosphorus, arsenic, boron, antimony, tin, cerium, lead and / or tungsten,
X 4 = silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,
a = 0.5 to 5,
b = 0.01 to 5, preferably 2 to 4,
c = 0 to 10, preferably 3 to 10,
d = 0 to 2, preferably 0.02 to 2,
e = 0 to 8, preferably 0 to 5,
f = 0 to 10 and
n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements in I other than oxygen,
subsume.

Sie sind in an sich bekannter Weise erhältlich (siehe z. B. die DE-A 40 23 239) und werden erfindungsgemäß z. B. entweder in Sub­ stanz zu Ringen geformt oder in Gestalt von ringförmigen Schalen­ katalysatoren, d. h., mit der Aktivmasse beschichteten ringförmig vorgeformten, inerten Trägerkörpern, eingesetzt.They are available in a manner known per se (see, for example, the DE-A 40 23 239) and are used according to the invention, for. B. either in Sub stamped into rings or in the form of ring-shaped shells catalysts, d. that is, annularly coated with the active composition preformed, inert carrier bodies used.

Prinzipiell können für die Festbettkatalysatoren 1 geeignete Aktivmassen, insbesondere solche der allgemeinen Formel I, in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß man von geeigne­ ten Quellen ihrer elementaren Konstituenten ein möglichst inni­ ges, vorzugsweise feinteiliges, ihrer Stöchiometrie entsprechend zusammengesetztes, Trockengemisch erzeugt und dieses bei Tempera­ turen von 350 bis 650°C calciniert. Die Calcination kann sowohl unter Inertgas als auch unter einer oxidativen Atmosphäre wie z. B. Luft (Gemisch aus Inertgas und Sauerstoff) sowie auch unter reduzierender Atmosphäre (z. B. Gemisch aus Inertgas, NH3, CO und/­ oder H2) erfolgen. Die Calcinationsdauer kann einige Minuten bis einige Stunden betragen und nimmt üblicherweise mit der Tempera­ tur ab. Als Quellen für die elementaren Konstituenten der Multi­ metalloxidaktivmassen I kommen solche Verbindungen in Betracht, bei denen es sich bereits um Oxide handelt und/oder um solche Verbindungen, die durch Erhitzen, wenigstens in Anwesenheit von Sauerstoff, in Oxide überführbar sind.In principle, suitable active compositions for the fixed bed catalysts 1, in particular those of the general formula I, can be prepared in a simple manner by producing a dry mixture which is as inni ges, preferably finely divided, of their stoichiometry as possible, from suitable sources of their elemental constituents, and this at Temperatures calcined from 350 to 650 ° C. The calcination can be carried out both under inert gas and under an oxidative atmosphere such as e.g. B. air (mixture of inert gas and oxygen) and also under a reducing atmosphere (z. B. mixture of inert gas, NH 3 , CO and / or H 2 ). The calcination time can be from a few minutes to a few hours and usually decreases with temperature. Suitable sources for the elemental constituents of the multi-metal oxide active materials I are those compounds which are already oxides and / or those compounds which can be converted into oxides by heating, at least in the presence of oxygen.

Neben den Oxiden kommen als solche Ausgangsverbindungen vor allem Halogenide, Nitrate, Formiate, Oxalate, Citrate, Acetate, Carbo­ nate, Aminkomplexe, Ammonium-Salze und/oder Hydroxide in Betracht (Verbindungen wie NH4OH, (NH4)2CO3, NH4NO3, NH4CHO2, CH3COOH, NH4CH3CO2 und/oder Ammoniumoxalat, die spätestens beim späteren Calcinieren zu vollständig gasförmig entweichenden Verbindungen zerfallen und/oder zersetzt werden können, können in das innige Trockengemisch zusätzlich eingearbeitet werden).In addition to the oxides, such starting compounds are in particular halides, nitrates, formates, oxalates, citrates, acetates, carbonates, amine complexes, ammonium salts and / or hydroxides (compounds such as NH 4 OH, (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 4 NO 3 , NH 4 CHO 2 , CH 3 COOH, NH 4 CH 3 CO 2 and / or ammonium oxalate, which can decompose and / or decompose to form completely gaseous compounds at the latest during the later calcination, can also be incorporated into the intimate dry mixture become).

Das innige Vermischen der Ausgangsverbindungen zur Herstellung von Multimetalloxidmassen I kann in trockener oder in nasser Form erfolgen. Erfolgt es in trockener Form, so werden die Ausgangs­ verbindungen zweckmäßigerweise als feinteilige Pulver eingesetzt und nach dem Mischen und gegebenenfalls Verdichten der Calcinie­ rung unterworfen. Vorzugsweise erfolgt das innige Vermischen jedoch in nasser Form. Üblicherweise werden dabei die Ausgangs­ verbindungen in Form einer wäßrigen Lösung und/oder Suspension miteinander vermischt. Besonders innige Trockengemische werden beim beschriebenen Mischverfahren dann erhalten, wenn aus­ schließlich von in gelöster Form vorliegenden Quellen der elemen­ taren Konstituenten ausgegangen wird. Als Lösungsmittel wird bevorzugt Wasser eingesetzt. Anschließend wird die erhaltene wäßrige Masse getrocknet, wobei der Trocknungsprozeß vorzugsweise durch Sprühtrocknung der wäßrigen Mischung mit Austrittstempera­ turen von 100 bis 150°C erfolgt.The intimate mixing of the starting compounds for production of multimetal oxide masses I can be in dry or wet form respectively. If it is done in dry form, then the starting compounds expediently used as finely divided powders and after mixing and optionally compressing the calcine subject. The intimate mixing is preferably carried out however in wet form. Usually the output compounds in the form of an aqueous solution and / or suspension mixed together. Particularly intimate dry mixes obtained in the mixing process described if from finally from sources of the elemen available in a dissolved form tare constituents. As a solvent preferably water used. Then the obtained one dried aqueous mass, the drying process preferably by spray drying the aqueous mixture with outlet temperature tures from 100 to 150 ° C takes place.

Die für erfindungsgemäße Festbettkatalysatoren 1 geeigneten Mul­ timetalloxidmassen, insbesondere jene der allgemeinen Formel I, werden für das erfindungsgemäße Verfahren zu ringförmiger Katalysatorgeometrie geformt eingesetzt, wobei die Formgebung vor oder nach der abschließenden Calcination erfolgen kann. Bei­ spielsweise können aus der Pulverform der Aktivmasse oder ihrer uncalcinierten und/oder partiell calcinierten Vorläufermasse durch Verdichten zur gewünschten Katalysatorgeometrie (z. B. durch Extrudieren) ringförmige Vollkatalysatoren hergestellt werden, wobei gegebenenfalls Hilfsmittel wie z. B. Graphit oder Stearin­ säure als Gleitmittel und/oder Formhilfsmittel und Verstärkungs­ mittel wie Mikrofasern aus Glas, Asbest, Siliciumcarbid oder Kaliumtitanat zugesetzt werden können.The Mul suitable for fixed bed catalysts 1 according to the invention time oxide masses, in particular those of the general formula I, become more ring-shaped for the method according to the invention Catalyst geometry molded used, the shaping before or after the final calcination. At for example, from the powder form of the active material or its uncalcined and / or partially calcined precursor mass by compression to the desired catalyst geometry (e.g. by  Extrusion) circular unsupported catalysts are produced, where appropriate tools such. B. graphite or stearin acid as a lubricant and / or molding aid and reinforcement agents such as microfibers made of glass, asbestos, silicon carbide or Potassium titanate can be added.

Selbstverständlich kann die Formgebung der pulverförmigen Aktiv­ masse oder ihrer pulverförmigen, noch nicht und/oder partiell calcinierten, Vorläufermasse auch durch Aufbringen auf ringförmig vorgeformte inerte Katalysatorträger erfolgen. Die Beschichtung der ringförmigen Trägerkörper zur Herstellung der Schalenkataly­ satoren wird in der Regel in einem geeigneten drehbaren Behälter ausgeführt, wie es z. B. aus der DE-A 29 09 671, der EP-A 293859 oder aus der EP-A 714700 bekannt ist. Zweckmäßigerweise wird zur Beschichtung der ringförmigen Trägerkörper die aufzubringende Pulvermasse bzw. der Trägerkörper befeuchtet und nach dem Auf­ bringen, z. B. mittels heißer Luft, wieder getrocknet. Die Schichtdicke der auf den ringförmigen Trägerkörper aufgebrachten Pulvermasse wird zweckmäßigerweise im Bereich 10 bis 1000 µm, be­ vorzugt im Bereich 50 bis 500 µm und besonders bevorzugt im Be­ reich 150 bis 250 µm liegend, gewählt.Of course, the shape of the powdered active mass or its powdery form, not yet and / or partially calcined, precursor mass also by applying to a ring preformed inert catalyst supports. The coating the ring-shaped carrier body for the production of the shell catalyst sators is usually in a suitable rotatable container executed how it z. B. from DE-A 29 09 671, EP-A 293859 or is known from EP-A 714700. Expediently becomes Coating the ring-shaped carrier body to be applied Powder mass or the carrier body moistened and after opening bring, e.g. B. by means of hot air, dried again. The Layer thickness of the applied to the annular support body Powder mass is advantageously in the range 10 to 1000 microns, be preferably in the range from 50 to 500 μm and particularly preferably in the range range from 150 to 250 µm lying.

Als Trägermaterialien können dabei übliche poröse oder unporöse Aluminiumoxide, Siliciumdioxid, Thoriumdioxid, Zirkondioxid, Si­ liciumcarbid oder Silikate wie Magnesium- oder Aluminiumsilikat verwendet werden. Trägerkörper mit deutlich ausgebildeter Ober­ flächenrauhigkeit werden bevorzugt. Geeignet ist die Verwendung von im wesentlichen unporösen, oberflächenrauhen, ringförmigen Trägern aus Steatit. Zweckmäßig ist die Verwendung von ringförmi­ gen Zylindern als Trägerkörper, deren Länge 2 bis 10 mm und deren Außendurchmesser 4 bis 10 mm beträgt. Die Wanddicke liegt üblicherweise bei 1 bis 4 mm. Erfindungsgemäß bevorzugt zu ver­ wendende ringförmige Trägerkörper besitzen eine Länge von 3 bis 6 mm, einen Außendurchmesser von 4 bis 8 mm und eine Wanddicke von 1 bis 2 mm. Erfindungsgemäß geeignet sind vor allem auch Ringe der Geometrie 7 mm × 3 mm × 4 mm (Außendurchmes­ ser × Länge × Innendurchmesser) als Trägerkörper. Die Feinheit der auf die Oberfläche des Trägerkörpers aufzubringenden kataly­ tisch aktiven Oxidmassen wird selbstredend an die gewünschte Schalendicke angepaßt (vgl. EP-A 714 700).Usual porous or non-porous can be used as carrier materials Aluminum oxides, silicon dioxide, thorium dioxide, zirconium dioxide, Si licium carbide or silicates such as magnesium or aluminum silicate be used. Carrier body with a clearly formed upper surface roughness is preferred. The use is suitable of essentially non-porous, rough-surface, ring-shaped Straps made of steatite. The use of ring-shaped is expedient against cylinders as carrier bodies, their length 2 to 10 mm and their Outside diameter is 4 to 10 mm. The wall thickness is usually 1 to 4 mm. According to the invention preferably to ver turning ring-shaped carrier bodies have a length of 3 to 6 mm, an outer diameter of 4 to 8 mm and a wall thickness from 1 to 2 mm. Above all, are also suitable according to the invention Geometry rings 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter ser × length × inner diameter) as a support body. The delicacy the kataly to be applied to the surface of the carrier body Table active oxide masses is of course the desired Adjusted shell thickness (see. EP-A 714 700).

Alternativ kann zum Zweck der Formgebung der ringförmige Träger­ körper auch mit einer die Ausgangsverbindungen der elementaren Konstituenten der relevanten Multimetalloxidaktivmasse ent­ haltenden Lösung und/oder Suspension getränkt, getrocknet und abschließend, wie beschrieben, unter Erhalt von Träger­ katalysatoren, calciniert werden.Alternatively, for the purpose of shaping the ring-shaped carrier body also with one the starting connections of the elementary Constituents of the relevant multimetal oxide active substance ent holding solution and / or suspension soaked, dried and  finally, as described, while receiving the carrier catalysts, calcined.

Günstige für Festbettkatalysatoren 1 erfindungsgemäß zu verwen­ dende Multimetalloxidaktivmassen sind ferner Massen der allgemei­ nen Formel II
Inexpensive multimetal oxide active compositions to be used according to the invention for fixed bed catalysts 1 are furthermore compositions of the general formula II

[Y1 a'Y2 b'Ox']p[Y3 c'Y4 d'Y5 e'Y6 f'Y7 g'Y2 h'Oy']q (II),
[Y 1 a ' Y 2 b' O x ' ] p [Y 3 c' Y 4 d ' Y 5 e' Y 6 f ' Y 7 g' Y 2 h ' O y' ] q (II),

1 in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
Y1 = Wismut, Tellur, Antimon, Zinn und/oder Kupfer,
Y2 = Molybdän und/oder Wolfram,
Y3 = ein Alkalimetall, Thallium und/oder Samarium,
Y4 = ein Erdalkalimetall, Nickel, Kobalt, Kupfer, Mangan, Zink, Zinn, Cadmium und/oder Quecksilber,
Y5 = Eisen, Chrom, Cer und/oder Vanadium,
Y6 = Phosphor, Arsen, Bor und/oder Antimon,
Y7 = ein seltenes Erdmetall, Titan, Zirkonium, Niob, Tantal, Rhenium, Ruthenium, Rhodium, Silber, Gold, Aluminium, Gal­ lium, Indium, Silicium, Germanium, Blei, Thorium und/oder Uran,
a' = 0,01 bis 8,
b' = 0,1 bis 30,
c' = 0 bis 4,
d' = 0 bis 20,
e' = 0 bis 20,
f' = 0 bis 6,
g' = 0 bis 15,
h' = 8 bis 16,
x',y' = Zahlen, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in II bestimmt werden und
p,q = Zahlen, deren Verhältnis p/q 0,1 bis 10 beträgt,
enthaltend dreidimensional ausgedehnte, von ihrer lokalen Umge­ bung aufgrund ihrer von ihrer lokalen Umgebung verschiedenen Zu­ sammensetzung abgegrenzte, Bereiche der chemischen Zusammenset­ zung Y1 a'Y2 b'Ox', deren Größtdurchmesser (längste durch den Schwer­ punkt des Bereichs gehende Verbindungsstrecke zweier auf der Oberfläche (Grenzfläche) des Bereichs befindlicher Punkte) 1 nm bis 100 µm, häufig 10 nm bis 500 nm oder 1 µm bis 50 bzw. 25 µm, beträgt.
1 in which the variables have the following meaning:
Y 1 = bismuth, tellurium, antimony, tin and / or copper,
Y 2 = molybdenum and / or tungsten,
Y 3 = an alkali metal, thallium and / or samarium,
Y 4 = an alkaline earth metal, nickel, cobalt, copper, manganese, zinc, tin, cadmium and / or mercury,
Y 5 = iron, chromium, cerium and / or vanadium,
Y 6 = phosphorus, arsenic, boron and / or antimony,
Y 7 = a rare earth metal, titanium, zirconium, niobium, tantalum, rhenium, ruthenium, rhodium, silver, gold, aluminum, gal lium, indium, silicon, germanium, lead, thorium and / or uranium,
a '= 0.01 to 8,
b '= 0.1 to 30,
c '= 0 to 4,
d '= 0 to 20,
e '= 0 to 20,
f '= 0 to 6,
g '= 0 to 15,
h '= 8 to 16,
x ', y' = numbers which are determined by the valency and frequency of the elements in II other than oxygen and
p, q = numbers whose ratio p / q is 0.1 to 10,
containing three-dimensionally extended areas of the chemical composition, delimited from their local environment on the basis of their composition which is different from their local environment, Y 1 a ' Y 2 b' O x ' , the largest diameter of which (longest connecting section going through the center of gravity of the area) on the surface (interface) of the area) is 1 nm to 100 μm, often 10 nm to 500 nm or 1 μm to 50 or 25 μm.

Besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Multimetalloxidmassen II sind solche, in denen Y1 Wismut ist. Particularly advantageous multimetal oxide compositions II according to the invention are those in which Y 1 is bismuth.

Unter diesen werden wiederum jene bevorzugt, die der allgemeinen Formel III,
Of these, those which have the general formula III,

[Bia''Z2 b''Ox'']p''[Z2 12Z3 c''Z4 d''Fee''Z5 f''Z6 g''Z7 h''Oy'']q'' (III)
[Bi a '' Z 2 b '' O x '' ] p '' [Z 2 12 Z 3 c '' Z 4 d '' Fe e '' Z 5 f '' Z 6 g '' Z 7 h '' O y'' ] q'' (III)

in der die Varianten folgende Bedeutung haben:
Z2 = Molybdän und/oder Wolfram,
Z3 = Nickel und/oder Kobalt,
Z4 = Thallium, ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall,
Z5 = Phosphor, Arsen, Bor, Antimon, Zinn, Cer und/oder Blei,
Z6 = Silicium, Aluminium, Titan und/oder Zirkonium,
Z7 = Kupfer, Silber und/oder Gold,
a" = 0,1 bis 2,
b" = 0,2 bis 2,
c" = 3 bis 10,
d" = 0,02 bis 2,
e" = 0,01 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 3,
f" = 0 bis 5,
g" = 0 bis 10,
h" = 0 bis 1,
x",y" = Zahlen, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Element in III bestimmt werden,
p",q" = Zahlen, deren Verhältnis p"/q" 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 2 beträgt,
entsprechen, wobei diejenigen Massen III ganz besonders bevorzugt werden, in denen Z2 b'' = (Wolfram)b'' und Z2 12 = (Molybdän)12 ist.
in which the variants have the following meaning:
Z 2 = molybdenum and / or tungsten,
Z 3 = nickel and / or cobalt,
Z 4 = thallium, an alkali metal and / or an alkaline earth metal,
Z 5 = phosphorus, arsenic, boron, antimony, tin, cerium and / or lead,
Z 6 = silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,
Z 7 = copper, silver and / or gold,
a "= 0.1 to 2,
b "= 0.2 to 2,
c "= 3 to 10,
d "= 0.02 to 2,
e "= 0.01 to 5, preferably 0.1 to 3,
f "= 0 to 5,
g "= 0 to 10,
h "= 0 to 1,
x ", y" = numbers which are determined by the valency and frequency of the element other than oxygen in III,
p ", q" = numbers whose ratio p "/ q" is 0.1 to 5, preferably 0.5 to 2,
correspond, those masses III being very particularly preferred in which Z 2 b '' = (tungsten) b '' and Z 2 12 = (molybdenum) 12 .

Ferner ist es von Vorteil, wenn wenigstens 25 mol-% (bevorzugt wenigstens 50 mol-% und besonders bevorzugt wenigstens 100 mol-%) des gesamten Anteils [y1 a'y2 b'Ox']p ([Bia''Z2 b''Ox'']p'') der als Fest­ bettkatalysatoren 1 erfindungsgemäß geeigneten Multimetalloxid­ massen II (Multimetalloxidmassen III) in den erfindungsgemäß ge­ eigneten Multimetalloxidmassen II (Multimetalloxidmassen III) in Form dreidimensional ausgedehnter, von ihrer lokalen Umgebung aufgrund ihrer von ihrer lokalen Umgebung verschiedenen chemi­ schen Zusammensetzung abgegrenzter, Bereiche der chemischen Zu­ sammensetzung y1 a'y2 b'Ox, [Bia''Z2 b''Ox''] vorliegen, deren Größtdurch­ messer im Bereich 1 nm bis 100 µm liegt.It is also advantageous if at least 25 mol% (preferably at least 50 mol% and particularly preferably at least 100 mol%) of the total fraction [y 1 a ' y 2 b' O x ' ] p ([Bi a'' Z 2 b'' O x'' ] p'' ) of the multimetal oxide compositions II (multimetal oxide compositions III) which are suitable according to the invention as fixed bed catalysts 1 in the inventive multimetal oxide compositions II (multimetal oxide compositions III) in the form of three-dimensionally expanded form due to their local environment their chemical composition, which is different from their local environment, is present in areas of the chemical composition y 1 a ' y 2 b' O x , [Bi a '' Z 2 b '' O x '' ], the size of which is in the area 1 nm is up to 100 µm.

Hinsichtlich der Formgebung gilt bezüglich Multimetalloxidmas­ sen II-Katalysatoren das bei den Multimetalloxidmassen I-Kataly­ satoren Gesagte. With regard to the shape, multimetal oxide mas applies sen II catalysts that in the multimetal oxide masses I-cataly sators said.  

Die Herstellung von Multimetalloxidmassen II-Aktivmassen ist z. B. in der EP-A 575897 sowie in der DE-A 198 55 913 beschrieben.The production of multimetal oxide II active materials is e.g. B. described in EP-A 575897 and in DE-A 198 55 913.

Üblicherweise erfolgt die Durchführung der ersten Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem mit den ringförmigen Katalysatoren beschickten Rohrbündelreaktor wie er z. B. in der EP-A 700714 beschrieben ist.The first reaction stage is usually carried out of the inventive method in one with the annular Catalysts fed tube bundle reactor such as. B. in the EP-A 700714.

D. h., in einfachster Weise befindet sich der erfindungsgemäß zu verwendende Festbettkatalysator 1 in den Metallrohren eines Rohr­ bündelreaktors und um die Metallrohre wird ein Temperaturmedium (Einzonenfahrweise), in der Regel eine Salzschmelze, geführt. Salzschmelze und Reaktionsgasgemisch können dabei im einfachen Gleich- oder Gegenstrom geführt werden. Die Salzschmelze (das Temperiermedium) kann aber auch über den Reaktor betrachtet mäan­ derförmig um die Rohrbündel geführt werden, so daß lediglich über den gesamten Reaktor betrachtet ein Gleich- oder Gegenstrom zur Strömungsrichtung des Reaktionsgasgemisches besteht. Die Strö­ mungsgeschwindigkeit des Temperiermediums (Wärmeaustauschmittels) wird dabei üblicherweise so bemessen, daß der Temperaturanstieg (bedingt durch die Exothermie der Reaktion) des Wärmeaustausch­ mittels von der Eintrittsstelle in den Reaktor bis zur Austritt­ stelle aus dem Reaktor ≧ 0 bis 10°C, häufig ≧ 2 bis 8°C, oft ≧ 3 bis 6°C beträgt. Die Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in den Rohrbündelreaktor beträgt in der Regel 310 bis 360°C, häu­ fig 320 bis 340°C.That is, in the simplest way, it is according to the invention using fixed bed catalyst 1 in the metal tubes of a tube bundle reactor and around the metal pipes becomes a temperature medium (Single zone mode), usually a salt melt. The molten salt and reaction gas mixture can be simple Coincurrent or countercurrent can be performed. The molten salt (the Temperature control medium) can also be viewed through the reactor derform around the tube bundle, so that only about the entire reactor is viewed in cocurrent or countercurrent Direction of flow of the reaction gas mixture exists. The currents temperature of the temperature control medium (heat exchange medium) is usually dimensioned so that the temperature rise (due to the exothermic nature of the reaction) the heat exchange by means of from the entry point into the reactor to the exit put out of the reactor ≧ 0 to 10 ° C, often ≧ 2 to 8 ° C, often ≧ 3 is up to 6 ° C. The inlet temperature of the heat exchange medium in the tube bundle reactor is usually 310 to 360 ° C, often fig 320 to 340 ° C.

Als Wärmeaustauschmittel eignen sich insbesondere fluide Tempe­ riermedien. Besonders günstig ist die Verwendung von Schmelzen von Salzen wie Kaliumnitrat, Kaliumnitrit, Natriumnitrit und/oder Natriumnitrat, oder von niedrig schmelzenden Metallen wie Natrium Quecksilber sowie Legierungen verschiedener Metalle.Fluid temperatures are particularly suitable as heat exchangers media. The use of melts is particularly favorable of salts such as potassium nitrate, potassium nitrite, sodium nitrite and / or Sodium nitrate, or of low melting metals such as sodium Mercury and alloys of various metals.

Zweckmäßigerweise wird das Reaktionsgasausgangsgemisch 1 der Katalysatorbeschickung 1 auf die Reaktionstemperatur vorerwärmt zugeführt. Diese beträgt bei der ebenda beschriebenen erfindungs­ gemäßen Variante der ersten Reaktionsstufe häufig 310 bis 360°C, vielfach 320 bis 340°C.The reaction gas starting mixture 1 is expediently the Catalyst feed 1 preheated to the reaction temperature fed. This amounts to the invention described in the same according to the variant of the first reaction stage often 310 to 360 ° C, often 320 to 340 ° C.

In anwendungstechnisch zweckmäßiger Weise erfolgt die Durchfüh­ rung der ersten Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Zweizonenrohrbündelreaktor. Eine bevorzugte Variante ei­ nes erfindungsgemäß einsetzbaren Zweizonenrohrbündelreaktors offenbart die DE-C 28 30 765. Aber auch die in der DE-C 25 13 405, der US-A 3147084, der DE-A 22 01 528, der EP-A 383224 und der DE-A 29 03 218 offenbarten Zweizonenrohrbündelreaktoren sind für eine Durchführung der ersten Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.This is carried out in a manner which is expedient in terms of application technology tion of the first reaction stage of the process according to the invention in a two-zone tube bundle reactor. A preferred variant egg nes two-zone tube bundle reactor usable according to the invention discloses DE-C 28 30 765. But also those in DE-C 25 13 405, US-A 3147084, DE-A 22 01 528, EP-A 383224 and DE-A 29 03 218 disclosed two-zone tube bundle reactors are for  carrying out the first reaction stage of the invention Process suitable.

D. h., in einfachster Weise befindet sich der erfindungsgemäß zu verwendende Festbettkatalysator 1 in den Metallrohren eines Rohr­ bündelreaktors und um die Metallrohre werden zwei voneinander im wesentlichen räumlich getrennte Temperiermedien, in der Regel Salzschmelzen, geführt. Der Rohrabschnitt, über den sich das jeweilige Salzbad erstreckt, repräsentiert erfindungsgemäß eine Reaktionszone. D. h., in einfachster Weise umströmt ein Salzbad A denjenigen Abschnitt der Rohre (die Reaktionszone A), in welchem sich die oxidative Umsetzung des Propens (beim einfachen Durch­ gang) bis zum Erreichen eines Umsatzes im Bereich von 40 bis 80 mol-% vollzieht und ein Salzbad B umströmt den Abschnitt der Rohre (die Reaktionszone B), in welchem sich die oxidative Anschlußumsetzung des Propens (beim einfachen Durchgang) bis zum Erreichen eines Umsatzwertes von wenigstens 90 mol-% vollzieht (bei Bedarf können sich an die erfindungsgemäß anzuwendenden Reaktionszonen A,B weitere Reaktionszonen anschließen, die auf individuellen Temperaturen gehalten werden).That is, in the simplest way, it is according to the invention using fixed bed catalyst 1 in the metal tubes of a tube bundle reactor and around the metal pipes are two of each other in the essentially spatially separated temperature control media, as a rule Melting salt, led. The pipe section over which the extends respective salt bath, according to the invention represents one Reaction zone. That is, a salt bath A flows around in the simplest way that section of the tubes (reaction zone A) in which the oxidative conversion of propene gang) until sales in the range of 40 to 80 mol% and a salt bath B flows around the section of Pipes (the reaction zone B), in which the oxidative Follow-up implementation of the propene (in the single pass) by Achieving a sales value of at least 90 mol% (If necessary, you can contact those to be used according to the invention Reaction zones A, B connect further reaction zones that open individual temperatures).

Anwendungstechnisch zweckmäßig umfaßt die erste Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens keine weiteren Reaktionszonen. D. h., das Salzbad B umströmt zweckmäßig den Abschnitt der Rohre, in welchem sich die oxidative Anschlußumsetzung des Propens (beim einfachen Durchgang) bis zu einem Umsatzwert ≧ 92 mol-% oder ≧ 94 mol-% oder mehr vollzieht.Appropriately from an application point of view, the first reaction stage comprises of the process according to the invention no further reaction zones. That is, the salt bath B expediently flows around the section of the pipes, in which the oxidative subsequent conversion of propene (at single pass) up to a sales value ≧ 92 mol% or ≧ 94 mol% or more.

Üblicherweise liegt der Beginn der Reaktionszone B hinter dem Heißpunktmaximum der Reaktionszone A. Das Heißpunktmaximum der Reaktionszone B liegt normalerweise unterhalb der Heißpunktmaxi­ maltemperatur der Reaktionszone A.The start of reaction zone B is usually behind that Hot spot maximum of reaction zone A. The hot spot maximum of Reaction zone B is normally below the hot spot maximum temperature of reaction zone A.

Die beiden Salzbäder A,B können erfindungsgemäß relativ zur Strö­ mungsrichtung des durch die Reaktionsrohre strömenden Reaktions­ gasgemisches im Gleichstrom oder im Gegenstrom durch den die Reaktionsrohre umgebenden Raum geführt werden. Selbstverständlich kann erfindungsgemäß auch in der Reaktionszone A eine Gleichströ­ mung und in der Reaktionszone B eine Gegenströmung (oder umge­ kehrt) angewandt werden.According to the invention, the two salt baths A, B can be relative to the stream direction of flow of the reaction flowing through the reaction tubes gas mixture in cocurrent or in countercurrent through the Reaction tubes surrounding space can be performed. Of course can, according to the invention, a direct current also in reaction zone A. tion and in reaction zone B a counterflow (or vice versa returns) can be applied.

Selbstverständlich kann man in allen vorgenannten Fallkonstella­ tionen innerhalb der jeweiligen Reaktionszone der, relativ zu den Reaktionsrohren, erfolgenden Parallelströmung der Salzschmelze noch eine Querströmung überlagern, so daß die einzelne Reaktions­ zone einem wie in der EP-A 700714 oder in der EP-A 700893 beschriebenen Rohrbündelreaktor entspricht und insgesamt im Längsschnitt durch das Kontaktrohrbündel ein mäanderförmiger Strömungsverlauf des Wärmeaustauschmittels resultiert.Of course, you can in all of the above-mentioned cases ions within the respective reaction zone, relative to the Reaction tubes, parallel flow of the molten salt overlap a cross flow so that the individual reaction Zone one as in EP-A 700714 or in EP-A 700893 described tube bundle reactor corresponds and overall in  Longitudinal section through the contact tube bundle a meandering Flow course of the heat exchange medium results.

Zweckmäßigerweise wird das Reaktionsgasausgangsgemisch 1 der Katalysatorbeschickung 1 auf die Reaktionstemperatur vorerwärmt zugeführt.The reaction gas starting mixture 1 is expediently the Catalyst feed 1 preheated to the reaction temperature fed.

Üblicherweise sind in den vorgenannten Rohrbündelreaktoren (dies gilt auch für die Einzonenrohrbündelreaktoren) die Kontaktrohre aus ferritischem Stahl gefertigt und weisen in typischer Weise eine Wanddicke von 1 bis 3 mm auf. Ihr Innendurchmesser beträgt in der Regel 20 bis 30 mm, häufig 21 bis 26 mm. Anwendungstech­ nisch zweckmäßig beläuft sich die im Rohrbündelbehälter unterge­ brachte Anzahl an Kontaktrohren auf wenigstens 5000, vorzugsweise auf wenigstens 10000. Häufig beträgt die Anzahl der im Reaktions­ behälter untergebrachten Kontaktrohre 15000 bis 30000. Rohrbün­ delreaktoren mit einer oberhalb von 40000 liegenden Anzahl an Kontaktrohren bilden eher die Ausnahme. Innerhalb des Behälters sind die Kontaktrohre im Normalfall homogen verteilt angeordnet, wobei die Verteilung zweckmäßig so gewählt wird, daß der Abstand der zentrischen Innenachsen von zueinander nächstliegenden Kon­ taktrohren (die sogenannte Kontaktrohrteilung) 35 bis 45 mm beträgt (vgl. z. B. EP-B 468290).Usually in the aforementioned tube bundle reactors (this also applies to the single-zone tube reactor) the contact tubes Made from ferritic steel and typically exhibit a wall thickness of 1 to 3 mm. Your inside diameter is usually 20 to 30 mm, often 21 to 26 mm. Application tech nisch expedient amounts to in the tube bundle container brought number of contact tubes to at least 5000, preferably to at least 10,000. Often the number in the reaction is Contact tubes 15000 to 30000 housed in containers delreactors with a number above 40,000 Contact tubes are rather the exception. Inside the container the contact tubes are normally distributed homogeneously, the distribution is expediently chosen so that the distance the central inner axes of cones closest to each other tact tubes (the so-called contact tube pitch) 35 to 45 mm is (see e.g. EP-B 468290).

Als Wärmeaustauschmittel eignen sich insbesondere fluide Tempe­ riermedien. Besonders günstig ist die Verwendung von Schmelzen von Salzen wie Kaliumnitrat, Kaliumnitrit, Natriumnitrit und/oder Natriumnitrat, oder von niedrig schmelzenden Metallen wie Natrium Quecksilber sowie Legierungen verschiedener Metalle.Fluid temperatures are particularly suitable as heat exchangers media. The use of melts is particularly favorable of salts such as potassium nitrate, potassium nitrite, sodium nitrite and / or Sodium nitrate, or of low melting metals such as sodium Mercury and alloys of various metals.

In der Regel wird bei allen vorstehend erwähnten Konstellationen der Stromführung in den Zweizonenrohrbündelreaktoren die Fließge­ schwindigkeit innerhalb der beiden erforderlichen Wärmeaus­ tauschmittelkreisläufen so gewählt, daß die Temperatur des Wär­ meaustauschmittels von der Eintrittsstelle in die Reaktionszone bis zur Austrittstelle aus der Reaktionszone (bedingt durch die Exothermie der Reaktion) um 0 bis 15°C ansteigt. D. h., das vorge­ nannte ΔT kann erfindungsgemäß 1 bis 10°C, oder 2 bis 8°C oder 3 bis 6°C betragen.As a rule, in all the constellations mentioned above the flow in the two-zone tube bundle reactors speed within the two required heat levels Exchange medium circuits selected so that the temperature of the heat exchange medium from the entry point into the reaction zone to the point of exit from the reaction zone (due to the Exothermic reaction) increases by 0 to 15 ° C. That is, the pre according to the invention, ΔT can be 1 to 10 ° C, or 2 to 8 ° C or 3 up to 6 ° C.

Die Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reakti­ onszone A beträgt erfindungsgemäß normalerweise 310 bis 340°C. Die Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reaktions­ zone B beträgt erfindungsgemäß normalerweise einerseits 315 bis 380°C und liegt andererseits gleichzeitig wenigstens 5°C oberhalb der Eintrittstemperatur des in die Reaktionszone A eintretenden Wärmeaustauschmittels.The temperature at which the heat exchange medium enters the reactor Onszone A is normally 310 to 340 ° C according to the invention. The Entry temperature of the heat exchange medium in the reaction zone B according to the invention is normally on the one hand 315 to 380 ° C and on the other hand is at least 5 ° C above  the inlet temperature of that entering reaction zone A. Heat exchange medium.

Bevorzugt liegt die Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reaktionszone B wenigstens 10°C oberhalb der Eintrittstem­ peratur des in die Reaktionszone A eintretenden Wärmeaustau­ schmittels. Die Differenz zwischen den Eintrittstemperaturen in die Reaktionszone A bzw. B kann erfindungsgemäß somit bis zu 20°C, bis zu 25°C, bis zu 30°C, bis zu 40°C, bis zu 45°C oder bis zu 50°C betragen. Normalerweise wird die vorgenannte Temperaturdiffe­ renz aber nicht mehr als 50°C betragen. Je höher die Propenbela­ stung der Katalysatorschüttung 1 beim erfindungsgemäßen Verfahren gewählt wird, um so größer sollte die Differenz zwischen der Ein­ trittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reaktionszone A und der Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reaktionszone B sein.The inlet temperature of the heat exchange medium is preferably into reaction zone B at least 10 ° C above the entry temperature temperature of the heat build-up entering reaction zone A. means. The difference between the inlet temperatures in reaction zone A or B can therefore be up to 20 ° C., up to 25 ° C, up to 30 ° C, up to 40 ° C, up to 45 ° C or up to 50 ° C. Usually the aforementioned temperature diff limit, however, should not exceed 50 ° C. The higher the propenbela Stung the catalyst bed 1 in the inventive method is chosen, the greater the difference between the one temperature of the heat exchange medium in reaction zone A and the inlet temperature of the heat exchange medium in the Reaction zone B.

Mit Vorteil beträgt die Eintrittstemperatur des Wärmeaustausch­ mittels in die Reaktionszone B erfindungsgemäß 330 bis 370°C und 1 besonders vorteilhaft 340 bis 370°C.The entry temperature of the heat exchange is advantageously by means of reaction zone B according to the invention at 330 to 370 ° C. and 1 particularly advantageous 340 to 370 ° C.

Selbstverständlich können beim erfindungsgemäßen Verfahren die beiden Reaktionszonen A, B auch in räumlich voneinander getrenn­ ten Rohrbündelreaktoren realisiert sein. Bei Bedarf kann zwischen den beiden Reaktionszonen A,B auch ein Wärmetauscher angebracht werden. Selbstredend können die beiden Reaktionszonen A, B auch als Wirbelbett gestaltet werden.Of course, in the method according to the invention two reaction zones A, B also spatially separated from each other tube bundle reactors. If necessary, between A heat exchanger is also attached to the two reaction zones A, B. become. The two reaction zones A, B can of course also can be designed as a fluidized bed.

Ferner können beim erfindungsgemäßen Verfahren (sowohl bei der Einzonen- als auch bei der Zweizonenvariante) auch Katalysator­ schüttungen 1 verwendet werden, deren volumenspezifische Aktivi­ tät in Strömungsrichtung des Reaktionsgasausgangsgemisches 1 kon­ tinuierlich, abrupt oder stufenförmig zunimmt (dies kann z. B. wie in der WO 98/24746 oder wie in der JP-A 91/294239 beschrieben oder auch durch Verdünnung mit Inertmaterial bewirkt werden). Ebenso können neben Stickstoff, Wasserdampf und/oder Kohlenoxiden die in der EP-A 293224 und in der EP-B 257565 empfohlenen inerten Verdünnungsgase (z. B. nur Propan oder nur Methan etc.) eingesetzt werden. Letzteres bei Bedarf auch kombiniert mit einer in Strö­ mungsrichtung des Reaktionsgasgemisches zunehmenden volumenspezi­ fischen Aktivität der Katalysatorschüttung.Furthermore, in the method according to the invention (both in the Single-zone as well as in the two-zone variant) also catalyst fillings 1 are used, their volume-specific assets act in the flow direction of the reaction gas starting mixture 1 con increases continuously, abruptly or step-wise (this can e.g. how in WO 98/24746 or as described in JP-A 91/294239 or also by dilution with inert material). In addition to nitrogen, water vapor and / or carbon oxides the inert recommended in EP-A 293224 and in EP-B 257565 Dilution gases (e.g. only propane or only methane etc.) are used become. The latter can also be combined with one in Strö if required direction of the reaction gas mixture increasing volume spec fishing activity of the catalyst bed.

Es sei an dieser Stelle auch noch einmal darauf hingewiesen, daß für eine Durchführung der Reaktionsstufe 1 des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere auch der in der DE-AS 22 01 528 beschrie­ bene Zweizonenrohrbündelreaktortyp verwendet werden kann, der die Möglichkeit beinhaltet, vom heißeren Wärmeaustauschmittel der Reaktionszone B eine Teilmenge an die Reaktionszone A abzuführen, um gegebenenfalls ein Anwärmen eines kalten Reaktionsgasausgangs­ gemisches oder eines kalten Kreisgases zu bewirken. Ferner kann die Rohrbündelcharakteristik innerhalb einer individuellen Reak­ tionszone wie in der EP-A 382098 beschrieben gestaltet werden.At this point it should be pointed out again that for carrying out reaction stage 1 of the invention Process in particular also described in DE-AS 22 01 528 The two-zone tube bundle reactor type that can be used Possibility includes from the hotter heat exchange medium  To discharge reaction zone B to the reaction zone A, to optionally warm a cold reaction gas outlet mixture or a cold circulating gas. Furthermore, the tube bundle characteristics within an individual reac tion zone as described in EP-A 382098.

Erfindungsgemäß hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das die er­ ste Reaktionsstufe verlassende Produktgasgemisch vor dem Eintritt in die zweite Reaktionsstufe abzukühlen, um so eine Nachvollver­ brennung von Teilen des in der ersten Reaktionsstufe gebildeten Acroleins zu unterdrücken. Üblicherweise wird dazu zwischen die beiden Reaktionsstufen ein Nachkühler geschaltet. Dies kann im einfachsten Fall ein indirekter Rohrbündelwärmeüberträger sein. Das Produktgasgemisch wird dabei in der Regel durch die Rohre geführt und um die Rohre wird ein Wärmetauschermedium geführt, dessen Art der für die Rohrbündelreaktoren empfohlenen Wärmetau­ schermedien entsprechen kann. Mit Vorteil ist das Rohrinnere mit inerten Füllkörpern (z. B. Spiralen aus Edelstahl, Ringe aus Stea­ tit, Kugeln aus Steatit etc.) gefüllt. Selbige verbessern den Wärmeaustausch und fangen gegebenenfalls aus der Festbettkataly­ satorschüttung der ersten Reaktionsstufe sublimierendes Molybdän­ trioxid vor einem Eintritt desselben in die zweite Reaktionsstufe ab. Es ist von Vorteil, wenn der Nachkühler aus mit Zinksilicat­ farbe beschichtetem rostfreiem Stahl gefertigt ist.According to the invention, it has proven to be expedient that he product gas mixture leaving the reaction stage before entry cool in the second reaction stage in order to make burning parts of the formed in the first reaction stage Suppress acroleins. Usually between the an aftercooler switched in both reaction stages. This can be done in The simplest case is an indirect tube bundle heat exchanger. The product gas mixture is usually through the pipes and a heat exchange medium is led around the pipes, its type of heat build-up recommended for the tube bundle reactors media can correspond. The inside of the pipe is an advantage inert packing (e.g. spirals made of stainless steel, rings made of stea tit, balls made of steatite etc.). The same improve it Heat exchange and catch from the fixed bed catalyst if necessary of the first reaction stage sublimating molybdenum trioxide before it enters the second reaction stage from. It is beneficial if the aftercooler is made with zinc silicate color coated stainless steel.

In der Regel wird der auf den einfachen Durchgang bezogene Pro­ penumsatz beim erfindungsgemäßen Verfahren in der ersten Reakti­ onsstufe ≧ 92 mol-% oder ≧ 94 mol-% betragen. Die in der ersten Reaktionsstufe bei einfachem Durchgang resultierende Selektivität der Acroleinbildung sowie der Acrylsäurenebenproduktbildung wird dabei regelmäßig ≧ 92 mol-% oder ≧ 94 mol-%, häufig ≧ 95 mol-% oder ≧ 96 mol-% bzw. ≧ 97 mol-% betragen.As a rule, the pro referring to the simple round Pen conversion in the process according to the invention in the first reaction level ≧ 92 mol% or ≧ 94 mol%. The one in the first Selectivity reaction stage resulting in a single pass the formation of acrolein and the formation of acrylic acid by-products regularly ≧ 92 mol% or ≧ 94 mol%, often ≧ 95 mol% or ≧ 96 mol% or ≧ 97 mol%.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für Propenbelastungen der Katalysatorschüttung 1 von ≧ 165 Nl/l.h oder von ≧ 170 Nl/l.h bzw. ≧ 175 Nl/l.h oder ≧ 180 Nl/l.h, aber auch für Propenbelastun­ gen der Katalysatorschüttung 1 von ≧ 185 Nl/l.h oder ≧ 190 Nl/l.h bzw. ≧ 200 Nl/l.h oder ≧ 210 Nl/l.h sowie für Belastungswerte von ≧ 220 Nl/l.h oder ≧ 230 Nl/l.h bzw. ≧ 240 Nl/l.h oder ≧ 250 Nl/l.h.The method according to the invention is suitable for propene loads the catalyst bed 1 of ≧ 165 Nl / l.h or of ≧ 170 Nl / l.h or ≧ 175 Nl / l.h or ≧ 180 Nl / l.h, but also for propene pollution to the catalyst bed 1 of ≧ 185 Nl / l.h or ≧ 190 Nl / l.h or ≧ 200 Nl / l.h or ≧ 210 Nl / l.h as well as for load values of ≧ 220 Nl / l.h or ≧ 230 Nl / l.h or ≧ 240 Nl / l.h or N 250 Nl / l.h.

Dabei kann das für das Reaktionsgasausgangsgemisch 1 erfindungs­ gemäß zu verwendende Inertgas zu ≧ 20 Vol.-%, oder zu ≧ 30 Vol-%, oder zu ≧ 40 Vol-%, oder zu ≧ 50 Vol-%, oder zu ≧ 60 Vol-%, oder zu ≧ 70 Vol-%, oder zu ≧ 80 Vol-%, oder zu ≧ 90 Vol-%, oder zu ≧ 95 Vol-% aus molekularem Stickstoff bestehen. It can fiction for the starting reaction gas mixture 1 According to the inert gas to be used, ≧ 20% by volume or ≧ 30% by volume, or ≧ 40 vol%, or ≧ 50 vol%, or ≧ 60 vol%, or ≧ 70% by volume, or ≧ 80% by volume, or ≧ 90% by volume, or ≧ 95 vol% consist of molecular nitrogen.  

Bei Propenbelastungen der Katalysatorschüttung 1 oberhalb von 250 Nl/l.h wird für das erfindungsgemäße Verfahren jedoch die Mit­ verwendung von inerten (inerte Verdünnungsgase sollen hier gene­ rell solche sein, die sich beim einmaligen Durchgang durch die jeweilige Reaktionsstufe zu weniger als 5%, bevorzugt zu weniger als 2% umsetzen) Verdünnungsgasen wie Propan, Ethan, Methan, Pentan, Butan, CO2, CO, Wasserdampf und/oder Edelgasen für das Reaktionsgasausgangsgemisch 1 empfohlen. Selbstverständlich kön­ nen diese Gase und ihre Gemische aber auch bereits bei geringeren erfindungsgemäßen Propenbelastungen der Katalysatorschüttung 1 im Reaktionsgasausgangsgemisch 1 mitverwendet oder als alleinige Verdünnungsgase verwendet werden. Es überrascht, daß das erfin­ dungsgemäße Verfahren generell auch bei einer homogenen, d. h. chemisch einheitlichen, Katalysatorschüttung 1 mit guten Selektivitäten durchgeführt werden kann.At propene loads on the catalyst bed 1 above 250 Nl / lh, however, the use of inert (inert diluent gases should generally be those which are less than 5%, preferably less, in the case of a single pass through the respective reaction stage) convert as 2%) Diluent gases such as propane, ethane, methane, pentane, butane, CO 2 , CO, water vapor and / or noble gases are recommended for the reaction gas starting mixture 1. Of course, these gases and their mixtures can also be used in the reaction gas starting mixture 1 even at lower propene loads according to the invention in the reaction gas starting mixture 1 or can be used as sole dilution gases. It is surprising that the method according to the invention can generally be carried out with good selectivities even with a homogeneous, ie chemically uniform, catalyst bed 1.

Mit zunehmender Propenbelastung ist die beschriebene Zweizonen­ fahrweise gegenüber der beschriebenen Einzonenfahrweise in der ersten Reaktionsstufe bevorzugt.With increasing propene load, the described two zones driving style compared to the single zone mode described in the preferred first reaction stage.

Normalerweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Propenbe­ lastung des ersten Festbettkatalysators den Wert 600 Nl/l.h nicht überschreiten. In typischer Weise liegen die Propenbelastungen des ersten Festbettkatalysators beim erfindungsgemäßen Verfahren bei Werten ≦ 300 Nl/l.h, häufig bei Werten ≦ 250 Nl/l.h.Normally, the propene in the process according to the invention load of the first fixed bed catalyst did not reach 600 Nl / l.h. exceed. The propene loads are typically of the first fixed bed catalyst in the process according to the invention at values ≦ 300 Nl / l.h, often at values ≦ 250 Nl / l.h.

Der Arbeitsdruck kann beim erfindungsgemäßen Verfahren in der ersten Reaktionsstufe sowohl unterhalb von Normaldruck (z. B. bis zu 0,5 bar) als auch oberhalb von Normaldruck liegen. Typischer­ weise wird der Arbeitsdruck in der ersten Reaktionsstufe bei Wer­ ten von 1 bis 5 bar, häufig 1,5 bis 3,5 bar liegen. Normalerweise wird der Reaktionsdruck in der ersten Reaktionsstufe 100 bar nicht überschreiten.The working pressure can in the process according to the invention in the first reaction stage both below normal pressure (e.g. to to 0.5 bar) and above normal pressure. More typical The working pressure in the first reaction stage at Wer from 1 to 5 bar, often 1.5 to 3.5 bar. Usually the reaction pressure in the first reaction stage is 100 bar do not exceed.

Das molare Verhältnis von O2 : C3H6 im Reaktionsgasausgangsgemisch 1 muß erfindungsgemäß ≧ 1 betragen. Üblicherweise wird dieses Ver­ hältnis bei Werten ≦ 3 liegen. Häufig beträgt das molare Verhält­ nis von O2 : C3H6 im Reaktionsgasausgangsgemisch 1 erfindungsgemäß ≧ 1, 5 und ≦ 2,0.According to the invention, the molar ratio of O 2 : C 3 H 6 in the reaction gas starting mixture 1 must be ≧ 1. This ratio will usually be around ≦ 3. The molar ratio of O 2 : C 3 H 6 in reaction gas starting mixture 1 according to the invention is frequently ≧ 1, 5 and ≦ 2.0.

Als Quelle für den in der ersten Reaktionsstufe erforderlichen molekularen Sauerstoff kommt sowohl Luft, als auch an molekularem Stickstoff entreicherte Luft(z. B. ≧ 90 Vol.-% O2, ≦ 10 Vol-% N2) in Betracht. Both air and air depleted in molecular nitrogen (for example ≧ 90% by volume O 2 , ≦ 10% by volume N 2 ) can be considered as the source of the molecular oxygen required in the first reaction stage.

Der Propenanteil im Reaktionsgasausgangsgemisch 1 kann erfin­ dungsgemäß z. B. bei Werten von 4 bis 15 Vol.-%, häufig bei 5 bis 12 Vol-% bzw. 5 bis 8 Vol.-% liegen (jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen).The proportion of propene in the reaction gas starting mixture 1 can be invented according to z. B. at values of 4 to 15 vol .-%, often 5 to 12 vol% or 5 to 8 vol .-% (each based on the Total volume).

Häufig wird man das erfindungsgemäße Verfahren bei einem Pro­ pen : Sauerstoff : indifferente Gase (einschließlich Wasserdampf) Volumenverhältnis im Reaktionsgasausgangsgemisch 1 von 1 : (1,0 bis 3,0) : (5 bis 25), vorzugsweise 1 : (1,5 bis 2,3) : (10 bis 15) durch­ führen.Frequently, the method according to the invention is used in a pro pen: oxygen: indifferent gases (including water vapor) Volume ratio in reaction gas starting mixture 1 of 1: (1.0 to 3.0): (5 to 25), preferably 1: (1.5 to 2.3): (10 to 15) by to lead.

In der Regel enthält das Reaktionsgasausgangsgemisch 1 neben den genannten Bestandteilen im wesentlichen keine weiteren Komponen­ ten.As a rule, the reaction gas starting mixture 1 contains in addition to the components mentioned essentially no further components ten.

Anwendungstechnisch zweckmäßig wird das Produktgasgemisch der ersten Reaktionsstufe im bereits erwähnten Nachkühler auf eine Temperatur von 210 bis 290°C, häufig 220 bis 260°C oder 225 bis 245°C abgekühlt. Dabei kann die Abkühlung des Produktgasgemisches der ersten Reaktionsstufe durchaus auf Temperaturen erfolgen, die unterhalb der Temperatur der zweiten Reaktionsstufe liegen. Die beschriebene Nachkühlung ist jedoch keineswegs zwingend und kann insbesondere dann in aller Regel entfallen, wenn der Weg des Produktgasgemisches von der ersten Reaktionsstufe in die zweite Reaktionsstufe kurz gehalten wird. Üblicherweise wird das erfindungsgemäße Verfahren ferner so verwirklicht, daß man den Sauerstoffbedarf in der zweiten Reaktionsstufe nicht bereits durch einen entsprechend hohen Sauerstoffgehalt des Reaktionsgas­ ausgangsgemisches 1 deckt, sondern den benötigten Sauerstoff im Bereich zwischen erster und zweiter Reaktionsstufe zugibt. Dies kann vor, während nach und/oder zur Nachkühlung erfolgen. Als Quelle für den in der zweiten Reaktionsstufe erforderlichen mole­ kularen Sauerstoff kommen sowohl reiner Sauerstoff als auch Gemi­ sche aus Sauerstoff und Inertgas, z. B. Luft oder an molekularem Stickstoff entreicherte Luft (z. B. ≧ 90 Vol-% O2, ≦ 10 Vol-% N2) in Betracht. Die Zugabe der Sauerstoffquelle erfolgt regelmäßig in auf den Reaktionsdruck komprimierter Form.Appropriately from an application point of view, the product gas mixture of the first reaction stage is cooled to a temperature of 210 to 290 ° C., frequently 220 to 260 ° C. or 225 to 245 ° C. in the aftercooler already mentioned. The product gas mixture of the first reaction stage can be cooled to temperatures below the temperature of the second reaction stage. However, the after-cooling described is by no means compulsory and can generally be omitted in particular if the route of the product gas mixture from the first reaction stage to the second reaction stage is kept short. Usually, the process according to the invention is further implemented in such a way that the oxygen requirement in the second reaction stage is not already covered by a correspondingly high oxygen content of the reaction gas starting mixture 1, but the required oxygen is added in the range between the first and second reaction stages. This can be done before, during and / or after cooling. As a source of the molecular oxygen required in the second reaction stage, both pure oxygen and mixtures of oxygen and inert gas, e.g. B. air or air de-oxygenated with molecular nitrogen (e.g. ≧ 90% by volume O 2 , ≦ 10% by volume N 2 ). The oxygen source is regularly added in a form compressed to the reaction pressure.

Der Acroleinanteil im so erzeugten Reaktionsgasausgangsgemisch 2 kann erfindungsgemäß z. B. bei Werten von 3 bis 15 Vol-%, häufig bei 4 bis 10 Vol-% bzw. 5 bis 8 Vol-% liegen (jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen).The acrolein content in the reaction gas starting mixture 2 thus produced can according to the invention, for. B. at values of 3 to 15% by volume, often 4 to 10% by volume or 5 to 8% by volume (in each case based on the total volume).

Erfindungsgemäß muß das molare Verhältnis von O2 : Acrolein im Reaktionsgasausgangsgemisch 2 ≧ 1 betragen. Üblicherweise wird dieses Verhältnis bei Werten ≦ 3 liegen. Häufig wird das molare Verhältnis von O2 : Acrolein im Reaktionsgasausgangsgemisch 2 erfindungsgemäß 1 bis 2 bzw. 1 bis 1,5 betragen. Häufig wird man das erfindungsgemäße Verfahren mit einem im Reaktionsgasausgangs­ gemisch 2 vorliegenden Acrolein : Sauerstoff : Wasserdampf : Inertgas- Volumenverhältnis (Nl) von 1 : (1 bis 3) : (0 bis 20) : (3 bis 30), vorzugsweise von 1 : (1 bis 3) : (0,5 bis 10) : (7 bis 10) ausführen.According to the invention, the molar ratio of O 2 : acrolein in the reaction gas starting mixture must be 2 ≧ 1. This ratio will usually be around ≦ 3. According to the invention, the molar ratio of O 2 : acrolein in the reaction gas starting mixture 2 will frequently be 1 to 2 or 1 to 1.5. The process according to the invention is often used with an acrolein: oxygen: water vapor: inert gas volume ratio (Nl) of 1: (1 to 3): (0 to 20): (3 to 30), preferably 3: 30, preferably 3: 1 in the reaction gas starting mixture. (1 to 3): (0.5 to 10): Execute (7 to 10).

Der Arbeitsdruck kann in der zweiten Reaktionsstufe sowohl unter­ halb von Normaldruck (z. B. bis zu 0,5 bar) als auch oberhalb von Normaldruck liegen. Typischerweise wird der Arbeitsdruck in der zweiten Reaktionsstufe erfindungsgemäß bei Werten von 1 bis 5 bar, häufig 1 bis 3 bar liegen. Normalerweise wird der Reaktions­ druck in der zweiten Reaktionsstufe 100 bar nicht überschreiten.The working pressure can be both in the second reaction stage half of normal pressure (e.g. up to 0.5 bar) and above Normal pressure. Typically, the working pressure in the second reaction stage according to the invention at values from 1 to 5 bar, often 1 to 3 bar. Usually the reaction pressure in the second reaction stage does not exceed 100 bar.

Ebenso wie die erste Reaktionsstufe kann die zweite Reaktions­ stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens in einfacher Weise in einem mit den ringförmigen Katalysatoren beschickten Rohrbündel­ reaktor, wie er z. B. in der EP-A 700893 beschrieben ist, durch­ geführt werden.Like the first reaction stage, the second reaction can stage of the method according to the invention in a simple manner a tube bundle charged with the annular catalysts reactor as he z. B. is described in EP-A 700893, by be performed.

D. h., in einfachster Weise befindet sich der erfindungsgemäß zu verwendende Festbettkatalysator 2 in den Metallrohren eines Rohr­ bündelreaktors und um die Metallrohre wird ein Temperiermedium (Einzonenfahrweise), in der Regel eine Salzschmelze geführt. Salzschmelze und Reaktionsgasgemisch können dabei im einfachen Gleich- oder Gegenstrom geführt werden. Das Temperiermedium kann aber auch über den Reaktor betrachtet mäanderförmig um die Rohr­ bündel geführt werden, so daß lediglich über den gesamten Reaktor betrachtet ein Gleich- oder Gegenstrom zur Strömungsrichtung des Reaktionsgasgemisches besteht. Der Volumenstrom des Temperierme­ diums (Wärmeaustauschmittels) wird dabei üblicherweise so bemes­ sen, daß der Temperaturanstieg (bedingt durch die Exothermie der Reaktion) des Wärmeaustauschmittels von der Eintrittstelle in den Reaktor bis zur Austrittstelle aus dem Reaktor 0 bis 10°C, häu­ fig 2 bis 8°C, oft 3 bis 6°C beträgt. Die Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in den Rohrbündelreaktor beträgt in der Regel 230 bis 300°C, häufig 245 bis 285°C bzw. 245 bis 265°C. Als Wärmeaustauschmittel eignen sich dabei die gleichen fluiden Temperiermedien, wie sie bereits für die erste Reaktionsstufe beschrieben worden sind.That is, in the simplest way, it is according to the invention using fixed bed catalyst 2 in the metal tubes of a tube bundle reactor and around the metal pipes becomes a temperature control medium (Single-zone mode of operation), usually a salt melt. The molten salt and reaction gas mixture can be simple Coincurrent or countercurrent can be performed. The temperature control medium can but also viewed across the reactor in a meandering shape around the pipe be carried out bundles, so that only over the entire reactor considers a cocurrent or countercurrent to the flow direction of the Reaction gas mixture exists. The volume flow of the temperature control diums (heat exchange medium) is usually measured in this way sen that the temperature rise (due to the exothermic of Reaction) of the heat exchange medium from the entry point into the Reactor to the point of exit from the reactor 0 to 10 ° C, often fig is 2 to 8 ° C, often 3 to 6 ° C. The entry temperature of the heat exchange medium in the tube bundle reactor is in the Rule 230 to 300 ° C, often 245 to 285 ° C or 245 to 265 ° C. As Heat exchangers are suitable for the same fluids Temperature control media, as already for the first reaction stage have been described.

Zweckmäßigerweise wird das Reaktionsgasausgangsgemisch 2 der Katalysatorbeschickung 2 auf die Reaktionstemperatur vorerwärmt zugeführt. Diese beträgt bei der ebenda beschriebenen erfindungs­ gemäßen Variante der zweiten Reaktionsstufe häufig 230 bis 300°C, vielfach 245 bis 285°C bzw. 245 bis 265°C. The reaction gas starting mixture 2 is expediently the Catalyst feed 2 preheated to the reaction temperature fed. This amounts to the invention described in the same according to the variant of the second reaction stage often 230 to 300 ° C, often 245 to 285 ° C or 245 to 265 ° C.  

In der Regel wird eine Einzonenfahrweise der ersten Reaktions­ stufe mit einer Einzonenfahrweise der zweiten Reaktionsstufe kom­ biniert, wobei die relative Stromführung vom Reaktionsgasgemisch und Temperiermedium in beiden Stufen identisch gewählt wird.Usually a single-zone procedure is the first reaction stage with a single-zone procedure of the second reaction stage com biniert, the relative current flow from the reaction gas mixture and temperature control medium is selected identically in both stages.

Selbstverständlich kann aber auch die zweite Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechender Weise wie die er­ ste Reaktionsstufe als zwei räumlich aufeinander folgende Reakti­ onszonen C, D realisiert werden, wobei die Temperatur der Reaktionszone C zweckmäßig 230 bis 270°C und die Temperatur der Reaktionszone D 250 bis 300°C beträgt und gleichzeitig wenigstens 10°C oberhalb der Temperatur der Reaktionszone C liegt.Of course, the second reaction stage of the inventive method in a manner corresponding to that he most reaction stage as two spatially successive reactions onszones C, D can be realized, the temperature of the Reaction zone C suitably 230 to 270 ° C and the temperature of the Reaction zone D is 250 to 300 ° C and at the same time at least 10 ° C above the temperature of reaction zone C.

Bevorzugt erstreckt sich die Reaktionszone C bis zu einem Acro­ leinumsatz von 65 bis 80 mol-%. Außerdem liegt die Temperatur der Reaktionszone C mit Vorteil bei 245 bis 260°C. Die Temperatur der Reaktionszone D liegt vorzugsweise wenigstens 20°C oberhalb der Temperatur der Reaktionszone D und beträgt vorteilhaft 265 bis 285°C.The reaction zone C preferably extends to an acro Line sales from 65 to 80 mol%. In addition, the temperature of the Reaction zone C advantageously at 245 to 260 ° C. The temperature of the Reaction zone D is preferably at least 20 ° C. above that Temperature of the reaction zone D and is advantageously 265 to 285 ° C.

Je höher die Acroleinbelastung der Katalysatorschüttung 2 beim erfindungsgemäßen Verfahren gewählt wird, um so größer sollte die Differenz zwischen der Temperatur der Reaktionszone C und der Temperatur der Reaktionszone D gewählt werden. Normalerweise wird die vorgenannte Temperaturdifferenz beim erfindungsgemäßen Ver­ fahren aber nicht mehr als 40°C betragen. D. h., die Differenz zwi­ schen der Temperatur der Reaktionszone C und der Temperatur der Reaktionszone D kann erfindungsgemäß bis zu 15°C, bis zu 25°C, bis zu 30°C, bis zu 35°C oder bis zu 40°C betragen.The higher the acrolein load on the catalyst bed 2 at method chosen according to the invention, the greater should be Difference between the temperature of reaction zone C and the Temperature of the reaction zone D can be selected. Usually it will the aforementioned temperature difference in the Ver but do not drive more than 40 ° C. That is, the difference between the temperature of the reaction zone C and the temperature of the According to the invention, reaction zone D can be up to 15 ° C, up to 25 ° C, up to up to 30 ° C, up to 35 ° C or up to 40 ° C.

Generell kann beim erfindungsgemäßen Verfahren der auf den einfa­ chen Durchgang der zweiten Reaktionsstufe bezogene Acroleinumsatz beim erfindungsgemäßen Verfahren ≧ 92 mol-%, oder ≧ 94 mol-%, oder ≧ 96 mol-%, oder ≧ 98 mol-% und häufig sogar ≧ 99 mol-% betragen. Die Selektivität der Acrylsäurebildung, bezogen auf um­ gesetztes Acrolein, kann dabei regelmäßig ≧ 92 mol-%, bzw. ≧ 94 mol-%, häufig ≧ 95 mol-% oder ≧ 96 mol-% bzw. ≧ 97 mol-% betra­ gen.In general, in the method according to the invention, the simpl Chen passage of the second reaction stage related acrolein conversion in the process according to the invention ≧ 92 mol%, or ≧ 94 mol%, or ≧ 96 mol%, or ≧ 98 mol% and often even ≧ 99 mol% be. The selectivity of acrylic acid formation, based on um set acrolein, can regularly ≧ 92 mol%, or ≧ 94 mol%, frequently ≧ 95 mol% or ≧ 96 mol% or ≧ 97 mol% gene.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für Acroleinbelastun­ gen der Katalysatorschüttung 2 von ≧ 140 Nl/l.h bzw. ≧ 150 Nl/l.h oder von ≧ 160 Nl/l.h bzw. ≧ 170 Nl/l.h oder ≧ 175 Nl/l.h bzw. ≧ 180 Nl/l.h, aber auch bei Acroleinbelastungen der Katalysator­ schüttung 2 von ≧ 185 Nl/l.h oder von ≧ 190 Nl/l.h bzw. ≧ 200 Nl/l.h oder ≧ 210 Nl/l.h sowie bei Belastungswerten ≧ 220 Nl/l.h oder ≧ 230 Nl/l.h bzw. 240 Nl/l.h oder ≧ 250 Nl/l.h. The process according to the invention is suitable for acrolein pollution gene of the catalyst bed 2 of ≧ 140 Nl / l.h or ≧ 150 Nl / l.h or from ≧ 160 Nl / l.h or ≧ 170 Nl / l.h or ≧ 175 Nl / l.h or ≧ 180 Nl / l.h, but also the catalyst when exposed to acrolein fill 2 of ≧ 185 Nl / l.h or of ≧ 190 Nl / l.h or ≧ 200 Nl / l.h or ≧ 210 Nl / l.h and with load values ≧ 220 Nl / l.h or ≧ 230 Nl / l.h or 240 Nl / l.h or ≧ 250 Nl / l.h.  

Dabei kann das in der zweiten Reaktionsstufe erfindungsgemäß mit­ zuverwendende Inertgas zu ≧ 30 Vol-%, oder zu ≧ 40 Vol-%, oder zu ≧ 50 Vol-%, oder zu ≧ 60 Vol-%, oder zu ≧ 70 Vol-%, oder zu ≧ 80 Vol-%, oder zu ≧ 90 Vol-%, oder zu ≧ 95 Vol-% aus molekula­ rem Stickstoff besteht.This can be done according to the invention in the second reaction stage Inert gas to be used to ≧ 30% by volume, or to ≧ 40% by volume, or to ≧ 50% by volume, or ≧ 60% by volume, or ≧ 70% by volume, or to ≧ 80 vol%, or zu 90 vol%, or ≧ 95 vol% from molecules there is nitrogen.

In zweckmäßiger Weise wird das inerte Verdünnungsgas beim erfindungsgemäßen Verfahren in der zweiten Reaktionsstufe zu 5 bis 20 Gew.-% aus H2O (wird in der ersten Reaktionsstufe gebildet) und zu 70 bis 90 Vol-% aus N2 bestehen.In the process according to the invention, the inert diluent gas in the second reaction stage is expediently composed of 5 to 20% by weight of H 2 O (formed in the first reaction stage) and 70 to 90% by volume of N 2 .

Außer den in dieser Schrift genannten Bestandteilen enthält das Reaktionsgasausgangsgemisch 2 normalerweise im wesentlichen keine weiteren Komponenten.In addition to the components mentioned in this document, this contains Reaction gas starting mixture 2 normally essentially none other components.

Bei Acroleinbelastungen des zweiten Festbettkatalysators oberhalb von 250 Nl/l.h wird für das Reaktionsgasausgangsgemisch 2 die Mit­ verwendung von inerten Verdünnungsgasen wie Propan, Ethan, Methan, Butan, Pentan, CO2, CO, Wasserdampf und/oder Edelgasen empfohlen. Selbstverständlich können diese Gase aber auch bereits bei geringeren Acroleinbelastungen mitverwendet werden. Generell kann das erfindungsgemäße Verfahren bei guten Selektivitäten mit einer homogenen, d. h., einer chemisch einheitlichen, Katalysator­ schüttung 2 durchgeführt werden.If the second fixed-bed catalyst is exposed to acrolein above 250 Nl / lh, the use of inert diluent gases such as propane, ethane, methane, butane, pentane, CO 2 , CO, steam and / or noble gases is recommended for reaction gas starting mixture 2. Of course, these gases can also be used with lower acrolein loads. In general, the process according to the invention can be carried out with good selectivities using a homogeneous, ie, a chemically uniform, catalyst bed 2.

Normalerweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Acrolein­ belastung des zweiten Festbettkatalysators den Wert von 600 Nl/l.h nicht überschreiten. In typischer Weise liegen die Acroleinbela­ stungen der Katalysatorschüttung 2 beim erfindungsgemäßen Verfah­ ren ohne nennenswerten Verlust von Umsatz und Selektivität bei Werten ≦ 300 Nl/l.h, häufig bei Werten ≦ 250 Nl/l.h.The acrolein is normally used in the process according to the invention loading of the second fixed bed catalyst the value of 600 Nl / l.h do not exceed. The acroleinbela are typically located stungen of the catalyst bed 2 in the inventive method without significant loss of sales and selectivity Values ≦ 300 Nl / l.h, often with values ≦ 250 Nl / l.h.

In der Regel wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Acrolein­ belastung der zweiten Katalysatorschüttung etwa 10 Nl/l.h, häufig etwa 20 bzw. 25 Nl/l.h unterhalb der Propenbelastung der ersten Katalysatorschüttung liegen. Dies ist primär darauf zurückzufüh­ ren, daß in der ersten Reaktionsstufe sowohl Umsatz als auch Selektivität zu Acrolein in der Regel nicht 100% erreichen. Fer­ ner wird der Sauerstoffbedarf der zweiten Reaktionsstufe üblicherweise durch Luft gedeckt. Mit zunehmender Acrolein­ belastung ist die beschriebene Zweizonenfahrweise gegenüber der ausgeführten Einzonenfahrweise in der zweiten Reaktionsstufe bevorzugt.As a rule, acrolein is used in the process according to the invention loading of the second catalyst bed about 10 Nl / l.h, often about 20 or 25 Nl / l.h below the propene load of the first Catalyst bed are. This is primarily due to this ren that in the first reaction stage both sales and Selectivity to acrolein usually does not reach 100%. Fer ner the oxygen demand of the second reaction stage usually covered by air. With increasing acrolein is the described two-zone procedure compared to single zone procedure carried out in the second reaction stage prefers.

Beachtenswerterweise kann beim erfindungsgemäßen Verfahren die über beide Reaktionsstufen bilanzierte Selektivität der Acryl­ säurebildung, bezogen auf umgesetztes Propen, selbst bei höchsten Propen- und Acroleinbelastungen in der Regel bei Werten ≧ 83 mol-%, häufig bei ≧ 85 mol-% oder ≧ 88 mol-%, oft bei ≧ 90 mol-% oder 93 mol-% liegen.Remarkably, in the method according to the invention Selectivity of the acrylic balanced over both reaction stages Acid formation, based on converted propene, even at the highest  Propene and acrolein loads usually at values ≧ 83 mol%, often at ≧ 85 mol% or ≧ 88 mol%, often at ≧ 90 mol% or 93 mol%.

Als erfindungsgemäß zu verwendende ringförmige Festbettkataly­ satoren 2 kommen für die gasphasenkatalytische Acroleinoxidation in der zweiten Reaktionsstufe alle diejenigen in Betracht, deren Aktivmasse wenigstens ein Mo und V enthaltendes Multimetalloxid ist.As an annular fixed bed catalyst to be used according to the invention Sators 2 come for gas phase catalytic acrolein oxidation in the second stage of the reaction, consider all those whose Active composition containing at least one Mo and V multimetal oxide is.

Solchermaßen geeignete Multimetalloxidaktivmassen können beispielsweise der US-A 3 775 474, der US-A 3 954 855, der US-A 3 893 951 und der US-A 4 339 355 entnommen werden. Ferner eignen sich in besonderer Weise die Multimetalloxidaktivmassen der EP-A 427 508, der DE-A 29 09 671, der DE-C 31 51 805, der DE-AS 26 26 887, der DE-A 43 02 991, der EP-A 700 893, der EP-A 714 700 und der DE-A 197 36 105. Besonders bevorzugt sind in diesem Zusammenhang die beispielhaften Ausführungsformen der EP-A 714 700 sowie der DE-A 197 36 105.Suitable multimetal oxide active materials for example US-A 3 775 474, US-A 3 954 855, the US-A 3 893 951 and US-A 4 339 355. Further the multimetal oxide active materials are particularly suitable EP-A 427 508, DE-A 29 09 671, DE-C 31 51 805, the DE-AS 26 26 887, DE-A 43 02 991, EP-A 700 893, the EP-A 714 700 and DE-A 197 36 105. Particularly preferred are in In this connection, the exemplary embodiments of the EP-A 714 700 and DE-A 197 36 105.

Eine Vielzahl der für Festbettkatalysatoren 2 geeigneten Multime­ talloxidaktivmassen läßt sich unter der allgemeinen Formel IV
A large number of the multimetal active compounds suitable for fixed bed catalysts 2 can be obtained using the general formula IV

Mo12VaX1 bX2 cX3 dX4 eX5 fX6 gOn (IV),
Mo 12 V a X 1 b X 2 c X 3 d X 4 e X 5 f X 6 g O n (IV),

in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
X1 = W, Nb, Ta, Cr und/oder Ce,
X2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn und/oder Zn,
X3 = Sb und/oder Bi,
X4 = eines oder mehrere Alkalimetalle,
X5 = eines oder mehrere Erdalkalimetalle,
X6 = Si, Al, Ti und/oder Zr,
a = 1 bis 6,
b = 0,2 bis 4,
c = 0,5 bis 18,
d = 0 bis 40,
e = 0 bis 2,
f = 0 bis 4,
g = 0 bis 40 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in IV bestimmt wird,
subsummieren.
in which the variables have the following meaning:
X 1 = W, Nb, Ta, Cr and / or Ce,
X 2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn and / or Zn,
X 3 = Sb and / or Bi,
X 4 = one or more alkali metals,
X 5 = one or more alkaline earth metals,
X 6 = Si, Al, Ti and / or Zr,
a = 1 to 6,
b = 0.2 to 4,
c = 0.5 to 18,
d = 0 to 40,
e = 0 to 2,
f = 0 to 4,
g = 0 to 40 and
n = a number which is determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in IV,
subsume.

Bevorzugte Ausführungsformen innerhalb der aktiven Multimetall­ oxide IV sind jene, die von nachfolgenden Bedeutungen der Variablen der allgemeinen Formel IV erfaßt werden:
X1 = W, Nb, und/oder Cr,
X2 = Cu, Ni, Co, und/oder Fe,
X3 = Sb,
X4 = Na und/oder K,
X5 = Ca, Sr und/oder Ba,
X6 = Si, Al, und/oder Ti,
a = 1,5 bis 5,
b = 0,5 bis 2,
c = 0,5 bis 3,
d = 0 bis 2,
e = 0 bis 0,2,
f = 0 bis 1 und
n = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elemente in IV bestimmt wird.
Preferred embodiments within the active multimetal oxide IV are those which are covered by the following meanings of the variables of the general formula IV:
X 1 = W, Nb, and / or Cr,
X 2 = Cu, Ni, Co, and / or Fe,
X 3 = Sb,
X 4 = Na and / or K,
X 5 = Ca, Sr and / or Ba,
X 6 = Si, Al, and / or Ti,
a = 1.5 to 5,
b = 0.5 to 2,
c = 0.5 to 3,
d = 0 to 2,
e = 0 to 0.2,
f = 0 to 1 and
n = a number determined by the valency and frequency of the elements other than oxygen in IV.

Ganz besonders bevorzugte Multimetalloxide IV sind jedoch jene der allgemeinen Formel V
However, very particularly preferred multimetal oxides IV are those of the general formula V

Mo12Va'Y1 b'Y2 c'Y5 f'Y6 g'On' (V)
Mo 12 V a ' Y 1 b' Y 2 c ' Y 5 f' Y 6 g ' O n' (V)

mit
Y1 = W und/oder Nb,
Y2 = Cu und/oder Ni,
Y5 = Ca und/oder Sr,
Y6 = Si und/oder Al,
a' = 2 bis 4,
b' = 1 bis 1,5,
c' = 1 bis 3,
f' = 0 bis 0,5
g' = 0 bis 8 und
n' = eine Zahl, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Elementen in V bestimmt wird.
With
Y 1 = W and / or Nb,
Y 2 = Cu and / or Ni,
Y 5 = Ca and / or Sr,
Y 6 = Si and / or Al,
a '= 2 to 4,
b '= 1 to 1.5,
c '= 1 to 3,
f '= 0 to 0.5
g '= 0 to 8 and
n '= a number which is determined by the valency and frequency of the elements in V other than oxygen.

Die erfindungsgemäß geeigneten Multimetalloxidaktivmassen (IV) sind in sich bekannter, z. B. in der DE-A 43 35 973 oder in der EP-A 714700 offenbarter, Weise erhältlich.The multimetal oxide active compositions (IV) suitable according to the invention are known per se, e.g. B. in DE-A 43 35 973 or in EP-A 714700 disclosed way available.

Prinzipiell können erfindungsgemäß für Festbettkatalysatoren 2 geeignete Multimetalloxidaktivmassen, insbesondere solche der allgemeinen Formel IV, in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß man von geeigneten Quellen ihrer elementaren Konsti­ tuenten ein möglichst inniges, vorzugsweise feinteiliges, ihrer Stöchiometrie entsprechend zusammengesetztes, Trockengemisch er­ zeugt und dieses bei Temperaturen von 350 bis 600°C calciniert. Die Calcination kann sowohl unter Inertgas als auch unter einer oxidativen Atmosphäre wie z. B. Luft (Gemisch aus Inertgas und Sauerstoff) sowie auch unter reduzierender Atmosphäre (z. B. Gemi­ sche aus Inertgas und reduzierenden Gasen wie H2, NH3, CO, Methan und/oder Acrolein oder die genannten reduzierend wirkenden Gase für sich) durchgeführt werden. Die Calcinationsdauer kann einige Minuten bis einige Stunden betragen und nimmt üblicherweise mit der Temperatur ab. Als Quellen für die elementaren Konstituenten der Multimetalloxidaktivmassen IV kommen solche Verbindungen in Betracht, bei denen es sich bereits um Oxide handelt und/oder um solche Verbindungen, die durch Erhitzen, wenigstens in Anwesen­ heit von Sauerstoff, in Oxide überführbar sind.In principle, according to the invention, suitable multimetal oxide active compositions for fixed-bed catalysts 2, in particular those of the general formula IV, can be prepared in a simple manner by producing from intimate sources of their elemental constituents the most intimate, preferably finely divided, dry compound according to their stoichiometry, and this at Calcined temperatures from 350 to 600 ° C. The calcination can be carried out both under inert gas and under an oxidative atmosphere such as e.g. B. air (mixture of inert gas and oxygen) and also under a reducing atmosphere (e.g. mixtures of inert gas and reducing gases such as H 2 , NH 3 , CO, methane and / or acrolein or the reducing gases mentioned per se) be performed. The calcination time can range from a few minutes to a few hours and usually decreases with temperature. As sources for the elemental constituents of the multimetal oxide active materials IV, those compounds are considered which are already oxides and / or those compounds which can be converted into oxides by heating, at least in the presence of oxygen.

Das innige Vermischen der Ausgangsverbindungen zur Herstellung von Multimetalloxidmassen IV kann in trockener oder in nasser Form erfolgen. Erfolgt es in trockener Form, so werden die Ausgangsverbindungen zweckmäßigerweise als feinteilige Pulver eingesetzt und nach dem Mischen und gegebenenfalls Verdichten der Calcinierung unterworfen. Vorzugsweise erfolgt das innige Vermi­ schen jedoch in nasser Form.The intimate mixing of the starting compounds for production of multimetal oxide masses IV can be in dry or in wet Shape. If it is done in a dry form, the Starting compounds expediently as finely divided powders used and after mixing and optionally compressing the Subjected to calcination. The intimate vermi is preferred but in wet form.

Üblicherweise werden dabei die Ausgangsverbindungen in Form einer wäßrigen Lösung und/oder Suspension miteinander vermischt. Beson­ ders innige Trockengemische werden beim beschriebenen Mischver­ fahren dann erhalten, wenn ausschließlich von in gelöster Form vorliegenden Quellen der elementaren Konstituenten ausgegangen wird. Als Lösungsmittel wird bevorzugt Wasser eingesetzt. An­ schließend wird die erhaltene wäßrige Masse getrocknet, wobei der Trocknungsprozeß vorzugsweise durch Sprühtrocknung der wäßrigen Mischung mit Austrittstemperaturen von 100 bis 150°C erfolgt.The starting compounds are usually in the form of a aqueous solution and / or suspension mixed together. Especially intimate dry mixtures are in the described mixing process drive then received only from in dissolved form existing sources of elementary constituents becomes. Water is preferably used as the solvent. On finally the aqueous mass obtained is dried, the Drying process preferably by spray drying the aqueous Mixing with outlet temperatures of 100 to 150 ° C takes place.

Die für Festbettkatalysatoren 2 geeigneten Multimetalloxidmassen, insbesondere jene der allgemeinen Formel IV, werden für das erfindungsgemäße Verfahren zu ringförmigen Katalysatorgeometrien geformt eingesetzt, wobei die Formgebung in völlig entsprechender Weise wie bei den Festbettkatalysatoren 1 vor oder nach der ab­ schließenden Calcination erfolgen kann. Beispielsweise können ganz analog aus der Pulverform der Aktivmasse oder ihrer uncalci­ nierten Vorläufermasse durch Verdichten zur gewünschten Katalysatorgeometrie (z. B. durch Extrudieren) ringförmige Voll­ katalysatoren hergestellt werden, wobei gegebenenfalls Hilfs­ mittel wie z. B. Graphit oder Stearinsäure als Gleitmittel und/­ oder Formhilfsmittel und Verstärkungsmittel wie Mikrofasern aus Glas, Asbest, Siliciumcarbid oder Kaliumtitanat zugesetzt werden können. Geeignete Vollkatalysatorgeometrien sind, wie bereits genannt, Hohlzylinder mit einem Außendurchmesser und einer Länge von 2 bis 10 mm. Dabei ist eine Wandstärke von 1 bis 3 mm zweck­ mäßig.The multimetal oxide materials suitable for fixed bed catalysts 2, in particular those of the general formula IV, are for the Process according to the invention for annular catalyst geometries molded used, the shape in completely corresponding Way as with the fixed bed catalysts 1 before or after closing calcination can take place. For example quite analogously from the powder form of the active material or its uncalci ned precursor mass by compression to the desired Catalyst geometry (e.g. by extrusion) annular solid catalysts are prepared, where appropriate auxiliary medium such as B. graphite or stearic acid as a lubricant and / or molding aids and reinforcing agents such as microfibers  Glass, asbestos, silicon carbide or potassium titanate can be added can. Suitable full catalyst geometries are, as already called, hollow cylinder with an outer diameter and a length from 2 to 10 mm. A wall thickness of 1 to 3 mm is appropriate moderate.

Selbstverständlich kann die Formgebung der pulverförmigen Aktiv­ masse oder ihrer pulverförmigen, noch nicht calcinierten, Vorläufermasse auch durch Aufbringen auf ringförmig vorgeformte inerte Katalysatorträger erfolgen. Die Beschichtung der Träger­ körper zur Herstellung der Schalenkatalysatoren wird in der Regel in einem geeigneten drehbaren Behälter ausgeführt, wie es z. B. aus der DE-A 29 09 671, der EP-A 293859 oder aus der EP-A 714700 bekannt ist.Of course, the shape of the powdered active mass or its powdery, not yet calcined, Precursor mass also by applying to preformed rings inert catalyst supports. The coating of the carrier Body for the production of the shell catalysts is usually executed in a suitable rotatable container, as z. B. from DE-A 29 09 671, EP-A 293859 or from EP-A 714700 is known.

Zweckmäßigerweise wird zur Beschichtung der Trägerkörper die aufzubringende Pulvermasse befeuchtet und nach dem Aufbringen, z. B. mittels heißer Luft, wieder getrocknet. Die Schichtdicke der auf den Trägerkörper aufgebrachten Pulvermasse wird zweckmäßiger­ weise im Bereich 10 bis 1000 µm, bevorzugt im Bereich 50 bis 500 µm und besonders bevorzugt im Bereich 150 bis 250 µm liegend, gewählt.The coating is expediently used to coat the carrier body powder mass to be applied is moistened and after application, e.g. B. by means of hot air, dried again. The layer thickness of the powder mass applied to the carrier body becomes more expedient example in the range 10 to 1000 microns, preferably in the range 50 to 500 µm and particularly preferably in the range 150 to 250 µm, chosen.

Als Trägermaterialien können dabei übliche poröse oder unporöse Aluminiumoxide, Siliciumdioxid, Thoriumdioxid, Zirkondioxid, Siliciumcarbid oder Silikate wie Magnesium- oder Aluminiumsilikat verwendet werden. Die Trägerkörper mit deutlich ausgebildeter Oberflächenrauhigkeit werden bevorzugt. Geeignet ist die Verwendung von Hohlzylindern als Trägerkörper, deren Länge 2 bis 10 mm und deren Außendurchmesser 4 bis 10 mm beträgt. Die Wand­ dicke liegt darüber hinaus üblicherweise bei 1 bis 4 mm. Erfindungsgemäß bevorzugt zu verwendende ringförmige Trägerkörper besitzen eine Länge von 3 bis 6 mm, einen Außendurchmesser von 4 bis 8 mm und eine Wanddicke von 1 bis 2 mm. Erfindungsgemäß geei­ gnet sind vor allem auch Ringe der Geometrie 7 mm × 3 mm × 4 mm (Außendurchmesser × Länge × Innendurchmesser) als Trägerkörper. Die Feinheit der auf die Oberfläche des Trägerkörpers aufzu­ bringenden katalytisch aktiven Oxidmassen wird selbstredend an die gewünschte Schalendicke angepaßt (vgl. EP-A 714 700).Usual porous or non-porous can be used as carrier materials Aluminum oxides, silicon dioxide, thorium dioxide, zirconium dioxide, Silicon carbide or silicates such as magnesium or aluminum silicate be used. The carrier body with clearly trained Surface roughness is preferred. It is suitable Use of hollow cylinders as a support body, the length of 2 to 10 mm and their outer diameter is 4 to 10 mm. The wall In addition, the thickness is usually 1 to 4 mm. Annular support bodies to be used preferably according to the invention have a length of 3 to 6 mm, an outer diameter of 4 up to 8 mm and a wall thickness of 1 to 2 mm. According to the invention Also particularly suitable are rings with a geometry of 7 mm × 3 mm × 4 mm (Outer diameter × length × inner diameter) as a carrier body. To add the delicacy to the surface of the carrier body bringing catalytically active oxide materials is of course adapted the desired shell thickness (see. EP-A 714 700).

Selbstverständlich können die Multimetalloxidaktivmassen der Fest­ bettkatalysatoren 2 auch zu ringförmigen Trägerkatalysatoren geformt werden. Of course, the multimetal oxide active materials can be the solid bed catalysts 2 also to ring-shaped supported catalysts be shaped.  

Günstige erfindungsgemäß als Festbettkatalysatoren 2 zu verwen­ dende Multimetalloxidaktivmassen sind ferner Massen der allge­ meinen Formel VI,
Cheap multimetal oxide active compositions to be used according to the invention as fixed bed catalysts 2 are furthermore compositions of the general formula VI,

[D]p[E]q (VI),
[D] p [E] q (VI),

in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
D = Mo12Va''Z1 b''Z2 c''Z3 d''Z4 e''Z5 f''Z6 g''Ox'',
E = Z7 12Cuh''Hi''Oy''
Z1 = W, Nb, Ta, Cr und/oder Ce,
Z2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn und/oder Zn,
Z3 = Sb und/oder Bi,
Z4 = Li, Na, K, Rb, Cs und/oder H
Z5 = Mg, Ca, Sr und/oder Ba,
Z6 = Si, Al, Ti und/oder Zr,
Z7 = Mo, W, V, Nb und/oder Ta,
a" = 1 bis 8,
b" = 0,2 bis 5,
c" = 0 bis 23,
d" = 0 bis 50,
e" = 0 bis 2,
f" = 0 bis 5,
g" = 0 bis 50,
h" = 4 bis 30,
i" = 0 bis 20 und
x",y" = Zahlen, die durch die Wertigkeit und Häufigkeit der von Sauerstoff verschiedenen Element in VI bestimmt werden und
p,q = von Null verschiedene Zahlen, deren Verhältnis p/q 160 : 1 bis 1 : 1 beträgt,
und die dadurch erhältlich sind, daß man eine Multimetalloxid­ masse E
in which the variables have the following meaning:
D = Mo 12 V a '' Z 1 b '' Z 2 c '' Z 3 d '' Z 4 e '' Z 5 f '' Z 6 g '' O x '' ,
E = Z 7 12 Cu h '' H i '' O y ''
Z 1 = W, Nb, Ta, Cr and / or Ce,
Z 2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn and / or Zn,
Z 3 = Sb and / or Bi,
Z 4 = Li, Na, K, Rb, Cs and / or H
Z 5 = Mg, Ca, Sr and / or Ba,
Z 6 = Si, Al, Ti and / or Zr,
Z 7 = Mo, W, V, Nb and / or Ta,
a "= 1 to 8,
b "= 0.2 to 5,
c "= 0 to 23,
d "= 0 to 50,
e "= 0 to 2,
f "= 0 to 5,
g "= 0 to 50,
h "= 4 to 30,
i "= 0 to 20 and
x ", y" = numbers determined by the valency and frequency of the element other than oxygen in VI and
p, q = non-zero numbers whose ratio p / q is 160: 1 to 1: 1,
and which are obtainable by making a multimetal oxide mass E

Z7 12Cuh''Hi''Oy'' (E)
Z 7 12 Cu h '' H i '' O y '' (E)

in feinteiliger Form getrennt vorbildet (Ausgangsmasse 1) und an­ schließend die vorgebildete feste Ausgangsmasse 1 in eine wäßrige Lösung, eine wäßrige Suspension oder in ein feinteiliges Trocken­ gemisch von Quellen der Elemente Mo, V, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, die die vorgenannten Elemente in der Stöchiometrie D
separately in finely divided form (starting mass 1) and then the preformed solid starting mass 1 in an aqueous solution, an aqueous suspension or in a finely divided dry mixture of sources of the elements Mo, V, Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4th , Z 5 , Z 6 , which the aforementioned elements in the stoichiometry D

Mo12Va''Z1 b''Z2 c''Z3 d''Z4 e''Z5 f''Z6 g'' (D),
Mo 12 V a '' Z 1 b '' Z 2 c '' Z 3 d '' Z 4 e '' Z 5 f '' Z 6 g '' (D),

enthält (Ausgangsmasse 2), im gewünschten Mengenverhältnis p : q einarbeitet, die dabei gegebenenfalls resultierende wäßrige Mischung trocknet, und die so gegebene trockene Vorläufermasse vor oder nach ihrer Formung zur gewünschten Katalysatorgeometrie bei Temperaturen von 250 bis 600°C calciniert.contains (starting mass 2), in the desired quantitative ratio p: q incorporated the resulting aqueous Mixture dries, and the resulting dry precursor mass before or after they are formed into the desired catalyst geometry calcined at temperatures from 250 to 600 ° C.

Bevorzugt sind die Multimetalloxidmassen VI, bei denen die Einar­ beitung der vorgebildeten festen Ausgangsmasse 1 in eine wäßrige Ausgangsmasse 2 bei einer Temperatur ≦ 70°C erfolgt. Eine detail­ lierte Beschreibung der Herstellung von Multimetalloxid VI-Aktiv­ massen enthalten z. B. die EP-A 668104, die DE-A 197 36 105 und die DE-A 195 28 646.The multimetal oxide compositions VI in which the units are preferred processing of the preformed solid starting mass 1 into an aqueous Starting mass 2 takes place at a temperature ≦ 70 ° C. A detail lated description of the preparation of multimetal oxide VI-active masses contain z. B. EP-A 668104, DE-A 197 36 105 and DE-A 195 28 646.

Hinsichtlich der Formgebung gilt bezüglich Multimetalloxid VI- Aktivmassen das bei den Multimetalloxid IV-Aktivmassen Gesagte.With regard to the shape, the following applies to multimetal oxide VI- Active compounds what has been said for the multimetal oxide IV active compounds.

In anwendungstechnisch zweckmäßiger Weise erfolgt die Durchfüh­ rung der zweiten Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Zweizonenrohrbündelreaktor. Eine bevorzugte Variante eines für die zweite Reaktionsstufe erfindungsgemäß einsetzbaren Zweizonenrohrbündelreaktors offenbart die DE-C 28 30 765. Aber auch die in der DE-C 25 13 405, der US-A 3147084, der DE-A 22 01 528, der EP-A 383224 und der DE-A 29 03 582 offenbarten Zweizonenrohrbündel­ reaktoren sind für eine Durchführung der zweiten Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.This is carried out in a manner which is expedient in terms of application technology tion of the second reaction stage of the process according to the invention in a two-zone tube bundle reactor. A preferred variant one which can be used according to the invention for the second reaction stage DE-C 28 30 765 discloses a two-zone tube bundle reactor. But also those in DE-C 25 13 405, US-A 3147084, DE-A 22 01 528, the EP-A 383224 and DE-A 29 03 582 disclosed two-zone tube bundles reactors are for carrying out the second reaction stage of the method according to the invention.

D. h., in einfacher Weise befindet sich der erfindungsgemäß zu verwendende Festbettkatalysator in den Metallrohren eines Rohr­ bündelreaktors und um die Metallrohre werden zwei voneinander im wesentlichen räumlich getrennte Temperiermedien, in der Regel Salzschmelzen, geführt. Der Rohrabschnitt, über den sich das jeweilige Salzbad erstreckt, repräsentiert erfindungsgemäß eine Rekationszone.That is, it is in a simple manner according to the invention using fixed bed catalyst in the metal pipes of a pipe bundle reactor and around the metal pipes are two of each other in the essentially spatially separated temperature control media, as a rule Melting salt, led. The pipe section over which the extends respective salt bath, according to the invention represents one Rekationszone.

D. h., in einfacher Weise umströmt ein Salzbad C diejenigen Abschnitte der Rohre (die Reaktionszone C), in welchem sich die oxidative Umsetzung des Acroleins (beim einfachen Durchgang) bis zum Erreichen eines Umsatzwertes im Bereich von 55 bis 85 mol.% vollzieht und ein Salzbad D umströmt den Abschnitt der Rohre (die Rekationszone D), in welchem sich die oxidative Anschlußumsetzung des Acroleins (beim einfachen Durchgang) bis zum Erreichen eines Umsatzwertes von wenigstens 90 mol.% vollzieht (bei Bedarf können sich an die erfindungsgemäß anzuwendenden Reaktionszonen C,D wei­ tere Reaktionszonen anschließen, die auf individuellen Temperatu­ ren gehalten werden). That is, a salt bath C flows around them in a simple manner Sections of the tubes (the reaction zone C) in which the oxidative conversion of acrolein (in a single pass) to to achieve a sales value in the range of 55 to 85 mol.% and a salt bath D flows around the section of the pipes (the Rekationszone D), in which the oxidative connection conversion of acrolein (in a single pass) until reaching one Sales value of at least 90 mol.% Accomplished (if necessary the reaction zones C, D to be used according to the invention Connect more reaction zones based on individual temperatu be held).  

Anwendungstechnisch zweckmäßig umfaßt die Reaktionsstufe 2 des erfindungsgemäßen Verfahrens keine weiteren Reaktionszonen. D. h., das Salzbad D umströmt zweckmäßig den Abschnitt der Rohre, in welchem sich die oxidative Anschlußumsetzung des Acroleins (beim einfachen Durchgang) bis zu einem Umsatzwert von ≧ 92 mol.-%, oder ≧ 94 mol.-%, oder ≧ 96 mol.-%, oder ≧ 98 mol.-%, und häufig sogar ≧ 99 mol.-% oder mehr vollzieht.Appropriately from an application point of view, reaction stage 2 comprises no further reaction zones. That is, the salt bath D appropriately flows around the section of the pipes in which the oxidative subsequent conversion of acrolein (at single pass) up to a sales value of ≧ 92 mol%, or ≧ 94 mol%, or ≧ 96 mol%, or ≧ 98 mol%, and often even ≧ 99 mol% or more.

Üblicherweise liegt der Beginn der Reaktionszone D hinter dem Heißpunktmaximum der Reaktionszone C. Die Temperatur des Heiß­ punktmaximums der Reaktionszone D liegt normalerweise unterhalb der Heißpunktmaximaltemperatur der Reaktionszone C.The start of reaction zone D is usually behind that Hot spot maximum of the reaction zone C. The temperature of the hot point maximums of reaction zone D is normally below the maximum hot spot temperature of reaction zone C.

Die beiden Salzbäder C, D können erfindungsgemäß relativ zur Strömungsrichtung des durch die Reaktionsrohre strömenden Reak­ tiongasgemisches im Gleichstrom oder im Gegenstrom durch den die Reaktionsrohre umgebenden Raum geführt werden. Selbstverständlich kann erfindungsgemäß auch in der Reaktionszone C eine Gleichströ­ mung und in der Reaktionszone D eine Gegenströmung (oder umge­ kehrt) angewandt werden.According to the invention, the two salt baths C, D can be relative to Flow direction of the reak flowing through the reaction tubes tion gas mixture in cocurrent or in countercurrent through the Reaction tubes surrounding space can be performed. Of course can, according to the invention, a direct current in reaction zone C. tion and in the reaction zone D a counterflow (or vice versa returns) can be applied.

Selbstverständlich kann man. in allen vorgenannten Fallkonstella­ tionen innerhalb der jeweiligen Reaktionszone der, relativ zu den Reaktionsrohren, erfolgenden Parallelströmung der Salzschmelze noch eine Querströmung überlagern, so daß die einzelne Reaktions­ zone einem wie in der EP-A 700714 oder in der EP-A 700893 be­ schriebenen Rohrbündelreaktor entspricht und insgesamt im Längs­ schnitt durch das Kontaktrohrbündel ein mäanderförmiger Strö­ mungsverlauf des Wärmeaustauschmittels resultiert.Of course you can. in all of the aforementioned constellations ions within the respective reaction zone, relative to the Reaction tubes, parallel flow of the molten salt overlap a cross flow so that the individual reaction Zone one as in EP-A 700714 or in EP-A 700893 be corresponds to the tube bundle reactor described and overall in the longitudinal direction cut a meandering stream through the contact tube bundle The course of the heat exchange medium results.

Üblicherweise sind in den vorgenannten Rohrbündelreaktoren (ebenso wie in den Rohrbündelreaktoren der Einzonenfahrweise) die Kontaktrohre aus ferritischem Stahl gefertigt und weisen in typi­ scher Weise eine Wanddicke von 1 bis 3 mm auf. Ihr Innendurchmes­ ser beträgt in der Regel 20 bis 30 mm, häufig 22 bis 26 mm. Anwendungstechnisch zweckmäßig beläuft sich die im Rohrbündelbe­ hälter untergebrachte Anzahl an Kontaktrohren auf wenigstens 5000, vorzugsweise auf wenigstens 10000. Häufig beträgt die An­ zahl der im Reaktionsbehälter untergebrachten Kontaktrohre 15000 bis 30000. Rohrbündelreaktoren mit einer oberhalb von 40000 lie­ genden Anzahl an Kontaktrohren bilden eher die Ausnahme. Inner­ halb des Behälters sind die Kontaktrohre im Normalfall homogen verteilt angeordnet, wobei die Verteilung zweckmäßig so gewählt wird, daß der Abstand der zentrischen Innenachsen von zueinander nächstliegenden Kontaktrohren (die sogenannte Kontaktrohrteilung) 35 bis 45 mm beträgt (vgl. EP-B 468290). Usually are in the aforementioned tube bundle reactors (just like in the tube bundle reactors of the single-zone mode) Contact tubes made of ferritic steel and have typi Scher way on a wall thickness of 1 to 3 mm. Your inside diameter This is usually 20 to 30 mm, often 22 to 26 mm. Appropriately from an application point of view, this is in the tube bundle number of contact tubes accommodated at a minimum 5000, preferably to at least 10000. Often the number is Number of contact tubes accommodated in the reaction container 15,000 to 30000. Tube bundle reactors with a lie above 40,000 The number of contact tubes is rather the exception. Inner The contact tubes are normally homogeneous half of the container distributed arranged, the distribution chosen appropriately is that the distance of the central inner axes from each other closest contact tubes (the so-called contact tube division) Is 35 to 45 mm (see EP-B 468290).  

Als Wärmeaustauschmittel eignen sich insbesondere fluide Temperiermedien. Besonders günstig ist die Verwendung von Schmel­ zen von Salzen wie Kaliumnitrat, Kaliumnitrit, Natriumnitrit und/ oder Natriumnitrat, oder von niedrig schmelzenden Metallen wie Natrium, Quecksilber sowie Legierungen verschiedener Metalle.Fluids are particularly suitable as heat exchange medium Temperature control media. The use of melt is particularly favorable zen of salts such as potassium nitrate, potassium nitrite, sodium nitrite and / or sodium nitrate, or of low melting metals like Sodium, mercury and alloys of various metals.

In der Regel wird bei allen vorstehend erwähnten Konstellationen der Stromführung in den Zweizonenrohrbündelreaktoren die Fließ­ geschwindigkeit innerhalb der beiden erforderlichen Wärmeaus­ tauschmittelkreisläufe so gewählt, daß die Temperatur des Wärme­ austauschmittels von der Eintrittstelle in die Reaktionszone bis zur Austrittsstelle aus der Reaktionszone um 0 bis 15°C ansteigt. D. h., das vorgenannte ΔT kann erfindungsgemäß 1 bis 10°C, oder 2 bis 8°C oder 3 bis 6°C betragen.As a rule, in all the constellations mentioned above the flow of current in the two-zone tube bundle reactors speed within the two required heat levels Exchange medium circuits chosen so that the temperature of the heat exchange medium from the entry point into the reaction zone to the exit point from the reaction zone rises by 0 to 15 ° C. That is, the aforementioned ΔT can be 1 to 10 ° C, or 2 up to 8 ° C or 3 to 6 ° C.

Die Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reaktionszone C beträgt bei einer erfindungsgemäßen Zweizonen­ fahrweise in der zweiten Reaktionsstufe normalerweise 230 bis 270°C. Die Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reaktionszone D beträgt dabei erfindungsgemäß normalerweise einerseits 250°C bis 300°C und liegt andererseits gleichzeitig wenigstens 10°C oberhalb der Eintrittstemperatur des in die Reaktionszone C eintretenden Wärmeaustauschmittels.The inlet temperature of the heat exchange medium in the Reaction zone C is in a two-zone according to the invention usually in the second reaction stage 230 to 270 ° C. The inlet temperature of the heat exchange medium in the According to the invention, reaction zone D is normally on the one hand 250 ° C to 300 ° C and on the other hand lies at the same time at least 10 ° C above the inlet temperature of the Reaction zone C entering heat exchange medium.

Bevorzugt liegt die Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reaktionszone D wenigstens 20° oberhalb der Eintrittstempe­ ratur des in die Reaktionszone C eintretenden Wärmeaustausch­ mittels. Die Differenz zwischen den Eintrittstemperaturen in die Reaktionszone C bzw. D kann erfindungsgemäß somit bis zu 15°C, bis zu 25°C, bis zu 30°C, bis zu 35°C oder bis zu 40°C betragen. Normalerweise wird die vorgenannte Temperatur aber nicht mehr als 50°C betragen. Je höher die Acroleinbelastung der Katalysator­ schüttung 2 beim erfindungsgemäßen Verfahren gewählt wird, um so größer sollte die Differenz zwischen der Eintrittstemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reaktionszone C und der Eintritt­ stemperatur des Wärmeaustauschmittels in die Reaktionszone D sein. Bevorzugt liegt die Eintrittstemperatur in die Reaktions­ zone C bei 245 bis 260°C und die Eintrittstemperatur in die Reaktionszone D bei 265 bis 285°C.The inlet temperature of the heat exchange medium is preferably into the reaction zone D at least 20 ° above the entry temperature rature of the heat exchange entering reaction zone C. by means of. The difference between the entry temperatures in the According to the invention, reaction zone C or D can thus be up to 15 ° C. up to up to 25 ° C, up to 30 ° C, up to 35 ° C or up to 40 ° C. Usually, the above temperature is not more than 50 ° C. The higher the acrolein load on the catalyst bed 2 is selected in the method according to the invention, so the difference between the inlet temperature of the Heat exchange medium in the reaction zone C and the entry temperature of the heat exchange medium in the reaction zone D his. The entry temperature into the reaction is preferably zone C at 245 to 260 ° C and the entry temperature into the Reaction zone D at 265 to 285 ° C.

Selbstverständlich können beim erfindungsgemäßen Verfahren die beiden Reaktionszonen C, D auch in räumlich voneinander getrenn­ ten Rohrbündelreaktoren realisiert sein. Bei Bedarf kann zwischen den beiden Reaktionszonen C, D auch ein Wärmetauscher angebracht werden. Selbstredend können die beiden Reaktionszonen C, D auch als Wirbelbett gestaltet werden. Of course, in the method according to the invention two reaction zones C, D also spatially separated from each other tube bundle reactors. If necessary, between A heat exchanger is also attached to the two reaction zones C, D become. The two reaction zones C, D can of course also can be designed as a fluidized bed.  

Ferner können beim erfindungsgemäßen Verfahren ganz generell auch Katalysatorschüttungen 2 verwendet werden, deren volumenspezi­ fische Aktivität in Strömungsrichtung des Reaktionsgasgemisches kontinuierlich, abrupt oder stufenförmig zunimmt (dies kann z. B. durch Verdünnung mit Inertmaterial oder Variation der Aktivität des Multimetalloxids bewirkt werden).Furthermore, in the method according to the invention in general, too Catalyst beds 2 are used, the volume speci fish activity in the flow direction of the reaction gas mixture increases continuously, abruptly or in stages (this can e.g. by dilution with inert material or variation of the activity of the multimetal oxide).

Ebenso können für die erfindungsgemäße Verfahrensweise der zwei­ ten Reaktionsstufe auch die in der EP-A 293224 und in der EP-B 257565 empfohlenen inerten Verdünnungsgase (z. B. nur Propan, oder nur Methan etc.) eingesetzt werden. Letzteres bei Bedarf auch kombiniert mit einer in Strömungsrichtung des Reaktionsgasgemi­ sches abnehmenden volumenspezifischen Aktivität der Katalysator­ schüttung 2.Likewise, for the procedure according to the invention, the two th reaction stage also in EP-A 293224 and in EP-B 257565 recommended inert diluent gases (e.g. only propane, or only methane etc.) can be used. The latter also if necessary combined with one in the flow direction of the reaction gas mixture decreasing volume-specific activity of the catalyst filling 2.

Es sei an dieser Stelle auch noch einmal darauf hingewiesen, daß für eine Durchführung der zweiten Reaktionsstufe des erfindungs­ gemäßen Verfahrens insbesondere auch der in der DE-AS 22 01 528 beschriebene Zweizonenrohrbündelreaktortyp verwendet werden kann, der die Möglichkeit beinhaltet, vom heißeren Wärmeaustauschmittel der Reaktionszone D eine Teilmenge an die Reaktionszone C abzu­ führen, um gegebenenfalls ein Anwärmen eines zu kalten Reaktions­ gasausgangsgemisches 2 oder eines kalten Kreisgases zu bewirken. Ferner kann die Rohrbündelcharakteristik, innerhalb einer indivi­ duellen Reaktionszone wie in der EP-A 382 098 beschrieben gestal­ tet werden.At this point it should be pointed out again that for carrying out the second reaction stage of the Invention according to the method in particular also in DE-AS 22 01 528 described two-zone tube bundle reactor type can be used, which includes the possibility of the hotter heat exchange medium the reaction zone D from the reaction zone C. lead to possibly warming up a reaction that is too cold to cause gas output mixture 2 or a cold cycle gas. Furthermore, the tube bundle characteristic, within an individual dual reaction zone as described in EP-A 382 098 be tested.

Selbstredend läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch in einem einzigen Zweizonenrohrbündelreaktor, wie er z. B. in der DE-C 28 30 765, der EP-A 911313 sowie in der EP-A 383224 beschrie­ ben ist, so realisieren, daß die erste Reaktionsstufe in der er­ sten Reaktionszone und die zweite Reaktionsstufe in der zweiten Reaktionszone des Zweizonenrohrbündelreaktors verwirklicht wird.It goes without saying that the process according to the invention can also be carried out in a single two-zone tube bundle reactor, as z. B. in the DE-C 28 30 765, EP-A 911313 and EP-A 383224 ben is to realize that the first reaction stage in which he most reaction zone and the second reaction stage in the second Reaction zone of the two-zone tube bundle reactor is realized.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für eine kontinuierliche Durchführung. Es überrascht, daß es bei einmali­ gem Durchgang bei hoher Eduktbelastung der Festbettkatalysatoren gute Selektivitäten der Wertproduktbildung ermöglicht.The method according to the invention is particularly suitable for a continuous implementation. It is surprising that at oncei according to the passage at high educt loading of the fixed bed catalysts enables good selectivities in the formation of valuable products.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird keine reine Acrylsäure sondern ein Gemisch erhalten, von dessen Nebenkomponenten die Acrylsäure in an sich bekannter Weise (z. B. rektifikativ und/oder kristallisativ) abgetrennt werden kann. Nicht umgesetztes Acrolein, Propen sowie verwendetes und/oder im Verlauf der Reak­ tion gebildetes inertes Verdünnungsgas können in die Gasphasen­ oxidation rückgeführt werden. Bei der erfindungsgemäßen zweistu­ figen, von Propen ausgehenden Gasphasenoxidation erfolgt die Rückführung zweckmäßigerweise in die erste Oxidationsstufe. Natürlich kann die erfindungsgemäße Verfahrensweise bei Bedarf auch im Fall konventioneller Propenlasten angewendet werden.Pure acrylic acid is not used in the process according to the invention but obtained a mixture, the secondary components of which Acrylic acid in a manner known per se (e.g. rectificative and / or crystallisatively) can be separated. Not implemented Acrolein, propene and used and / or in the course of the reak tion formed inert diluent gas can in the gas phases oxidation can be recycled. In the two-stage according to the invention The gas phase oxidation emanating from propene takes place  Recycle expediently to the first oxidation stage. Of course, the procedure according to the invention can if necessary can also be used in the case of conventional propene loads.

Im übrigen sind in dieser Schrift Umsatz, Selektivität und Ver­ weilzeit, falls nichts anderes erwähnt wird, wie folgt definiert:
Incidentally, turnover, selectivity and residence time are defined as follows in this document, unless stated otherwise:

Beispiele und VergleichsbeispieleExamples and comparative examples a) Herstellung eines erfindungsgemäßen Festbettkatalysators 1a) Production of a fixed bed catalyst 1 according to the invention 1. Herstellung einer Ausgangsmasse 11. Production of a starting mass 1

In 775 kg einer wäßrigen salpetersauren Wismutnitratlösung (11,2 Gew.-% Bi, freie Salpetersäure 3 bis 5 Gew.-%; Massen­ dichte: 1,22 bis 1,27 g/ml) wurden bei 25°C portionsweise 209,3 kg Wolframsäure (72,94 Gew.-% W) eingerührt. Das resultierende wäßrige Gemisch wurde anschließend noch 2 h bei 25°C gerührt und anschließend sprühgetrocknet.In 775 kg of an aqueous nitric acid bismuth nitrate solution (11.2% by weight Bi, free nitric acid 3 to 5% by weight; masses density: 1.22 to 1.27 g / ml), 209.3 kg were added in portions at 25 ° C. Tungsten acid (72.94 wt .-% W) stirred. The resulting aqueous mixture was then stirred at 25 ° C for 2 h and then spray dried.

Die Sprühtrocknung erfolgte in einem Drehscheibensprühturm im Gleichstrom bei einer Gaseintrittstemperatur von 300 ± 10°C und einer Gasaustrittstemperatur von 100 ± 10°C. Das erhaltene Sprüh­ pulver wurde anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 780 bis 810°C calciniert (im luftdurchströmten Drehrohrofen (1,54 m3 Innenvolumen, 200 Nm3 Luft/h)). Wesentlich bei der genauen Einstellung der Calcinationstemperatur ist, daß sie an der anges­ trebten Phasenzusammensetzung des Calcinationsprodukts orientiert zu erfolgen hat. Gewünscht sind die Phasen WO3 (monoklin) und Bi2W2O9, unerwünscht ist das Vorhandensein von γ-Bi2WO6 (Russel­ lit). Sollte daher nach der Calcination die Verbindung γ-Bi2WO6 anhand eines Reflexes im Pulverröntgendiffraktogramm bei einem Reflexwinkel von 2⊖ = 28,4° (CuKα-Strahlung) noch nachweisbar sein, so ist die Präparation zu wiederholen und die Calcinations­ temperatur innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs zu erhö­ hen, bis das Verschwinden des Reflexes erreicht wird. Das so erhaltene vorgebildete calcinierte Mischoxid wurde gemahlen, so daß der X50-Wert (vgl. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition (1998) Electronic Release, Kapitel 3.1.4 oder DIN 66141) der resultierenden Körnung 5 µm betrug. Das Mahl­ gut wurde dann mit 1 Gew.-% (bezogen auf das Mahlgut) fein­ teiligem SiO2 (Rüttelgewicht, 150 g/l; X50-Wert der SiO2-Partikel betrug 10 µm, die BET-Oberfläche betrug 100 m2/g) vermischt.The spray drying was carried out in a rotary disc spray tower in cocurrent at a gas inlet temperature of 300 ± 10 ° C and a gas outlet temperature of 100 ± 10 ° C. The spray powder obtained was then calcined at a temperature in the range from 780 to 810 ° C. (in an air-flow rotary kiln (1.54 m 3 internal volume, 200 Nm 3 air / h)). It is essential for the exact setting of the calcination temperature that it has to be based on the desired phase composition of the calcination product. The phases WO 3 (monoclinic) and Bi 2 W 2 O 9 are desired; the presence of γ-Bi 2 WO 6 (Russel lit) is undesirable. If the compound γ-Bi 2 WO 6 can therefore still be detected after the calcination using a reflection in the powder X-ray diffractogram at a reflection angle of 2⊖ = 28.4 ° (CuKα radiation), the preparation must be repeated and the calcination temperature within the specified temperature range until the reflex disappears. The preformed calcined mixed oxide thus obtained was ground so that the X 50 value of the resulting grains was microns (see FIG. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6 th Edition (1998), Electronic Release, Chapter 3.1.4 or DIN 66141). 5 The mill was then ground with 1% by weight (based on the millbase) of finely divided SiO 2 (vibrating weight, 150 g / l; X 50 value of the SiO 2 particles was 10 μm, the BET surface area was 100 m 2 / g) mixed.

2.Herstellung einer Ausgangsmasse 22. Production of a starting mass 2

Eine Lösung A wurde hergestellt indem man bei 60°C unter Rühren in 600 l Wasser 213 kg Ammoniumheptamolybdat löste und die resultierende Lösung unter Aufrechterhaltung der 60°C und Rühren mit 0,97 kg einer 20°C aufweisenden wäßrigen Kaliumhydroxidlösung (46,8 Gew.-% KOH) versetzte.Solution A was prepared by stirring in at 60 ° C 600 l of water dissolved 213 kg of ammonium heptamolybdate and the resulting solution while maintaining the 60 ° C and stirring with 0.97 kg of an aqueous potassium hydroxide solution at 20 ° C. (46.8 wt% KOH).

Eine Lösung B wurde hergestellt indem man bei 60°C in 262,9 kg einer wäßrigen Cobaltnitratlösung (12,4 Gew.-% Co) 116,25 kg einer wäßrigen Eisennitratlösung (14,2 Gew.-% Fe) eintrug. Anschließend wurde unter Aufrechterhaltung der 60°C die Lösung B über einen Zeitraum von 30 Minuten kontinuierlich in die vorge­ legte Lösung A gepumpt. Anschließend wurde 15 Minuten bei 60°C gerührt. Dann wurden dem resultierenden wäßrigen Gemisch 19,16 kg eines Kieselgels (46,80 Gew.-% SiO2, Dichte: 1,36 bis 1,42 g/ml, pH 8,5 bis 9,5, Alkaligehalt max. 0,5 Gew.-%) zugegeben und da­ nach noch weitere 15 Minuten bei 60°C gerührt.A solution B was prepared by adding 116.25 kg of an aqueous iron nitrate solution (14.2% by weight of Fe) at 60 ° C. in 262.9 kg of an aqueous cobalt nitrate solution (12.4% by weight of Co). Solution B was then continuously pumped into solution A over a period of 30 minutes while maintaining 60 ° C. The mixture was then stirred at 60 ° C for 15 minutes. Then 19.16 kg of a silica gel (46.80% by weight SiO 2 , density: 1.36 to 1.42 g / ml, pH 8.5 to 9.5, alkali content max. 0. 5 wt .-%) added and then stirred for a further 15 minutes at 60 ° C.

Anschließend wurde in einem Drehscheibensprühturm im Gleichstrom sprühgetrocknet (Gaseintrittstemperatur: 400 ± 10°C, Gasaustritts­ temperatur: 140 ± 5°C). Das resultierende Sprühpulver wies einen Glühverlust von ca. 30 Gew.-% auf (3 h bei 600°C glühen).Then was in a rotary disc spray tower in direct current spray dried (gas inlet temperature: 400 ± 10 ° C, gas outlet temperature: 140 ± 5 ° C). The resulting spray powder had one Loss on ignition of approx. 30% by weight (anneal for 3 hours at 600 ° C).

3. Herstellung der Multimetalloxidaktivmasse3. Production of the multimetal oxide active material

Die Ausgangsmasse 1 wurde mit der Ausgangsmasse 2 in der für eine Multimetalloxidaktivmasse der Stöchiometrie
The starting mass 1 was compared with the starting mass 2 for a multimetal oxide active mass of stoichiometry

[Bi2W2O9.2WO3]0,5[Mo12Co5,5Fe2,94Si1,59K0,08Ox]1
[Bi 2 W 2 O 9 .2WO 3 ] 0.5 [Mo 12 Co 5.5 Fe 2.94 Si 1.59 K 0.08 O x ] 1

erforderlichen Menge homogen vermischt. Bezogen auf die vorge­ nannte Gesamtmasse wurden zusätzlich 1,5 Gew.-% feinteiliges Gra­ phit (Siebanalyse: min. 50 Gew.-% < 24 µm, max. 10 Gew.-% < 24 µm und < 48 µm, max. 5 Gew.-% < 48 µm, BET-Oberfläche: 6 bis 13 m2/g) homogen eingemischt. Das resultierende Trockengemisch wurde zu Hohlzylindern mit 3 mm Länge, 5 mm Außendurchmesser und 1,5 mm Wandstärke verpreßt und anschließend wie folgt thermisch behan­ delt.required amount homogeneously mixed. Based on the aforementioned total mass, an additional 1.5% by weight of fine-grained graphite (sieve analysis: min. 50% by weight <24 µm, max. 10% by weight <24 µm and <48 µm, max. 5 % By weight <48 μm, BET surface area: 6 to 13 m 2 / g) homogeneously mixed. The resulting dry mixture was pressed into hollow cylinders with a length of 3 mm, an outer diameter of 5 mm and a wall thickness of 1.5 mm and then thermally treated as follows.

Im Luft durchströmten Muffelofen (60 l Innenvolumen, 1 l/h Luft pro Gramm Aktivmassevorläufermasse) wurde mit einer Aufheizrate von 180°C/h zunächst von Raumtemperatur (25°C) auf 190°C aufge­ heizt. Diese Temperatur wurde für 1 h aufrechterhalten und dann mit einer Aufheizrate von 60°C/h auf 210°C erhöht. Die 210°C wur­ den wiederum während 1 h aufrechterhalten, bevor sie mit einer Aufheizrate von 60°C/h, auf 230°C erhöht wurden. Diese Temperatur wurde ebenfalls 1 h aufrechterhalten bevor sie, wiederum mit einer Aufheizrate von 60°C/h, auf 265°C erhöht wurde. Die 265°C wurden anschließend ebenfalls während 1 h aufrechterhalten. Danach wurde zunächst auf Raumtemperatur abgekühlt und damit die Zersetzungsphase im wesentlichen abgeschlossen. Dann wurde mit einer Aufheizrate von 180°C/h auf 465°C erhitzt und diese Calcina­ tionstemperatur während 4 h aufrechterhalten. Eine Schüttung aus den resultierenden Vollkatalysatorringen bildete einen erfin­ dungsgemäßen Festbettkatalysator 1.Muffle furnace with air flowing through it (60 l internal volume, 1 l / h air per gram of active mass precursor mass) was at a heating rate from 180 ° C / h initially from room temperature (25 ° C) to 190 ° C heats. This temperature was maintained for 1 h and then increased to 210 ° C with a heating rate of 60 ° C / h. The 210 ° C was which in turn should be maintained for 1 h before using a Heating rate of 60 ° C / h, were increased to 230 ° C. That temperature was also maintained 1 hour before, again with a heating rate of 60 ° C / h, was increased to 265 ° C. The 265 ° C were then also maintained for 1 h. Then it was first cooled to room temperature and thus the Decomposition phase essentially completed. Then with a heating rate of 180 ° C / h to 465 ° C and this calcina maintenance temperature for 4 h. A pour out the resulting full catalyst rings were invented fixed bed catalyst according to the invention 1.

b) Herstellung eines erfindungsgemäßen Festbettkatalysators 2b) Production of a fixed bed catalyst 2 according to the invention 1. Herstellung der katalytisch aktiven Oxidmasse Mo12V3W1,2Cu2,4On 1. Production of the catalytically active oxide mass Mo 12 V 3 W 1.2 Cu 2.4 O n

190 g Kupfer(II)acetatmonohydrat wurden in 2700 g Wasser zu einer Lösung I gelöst. In 5500 g Wasser wurden bei 95°C nach­ einander 860 g Ammoniumheptamolybdattetrahydrat, 143 g Ammoniummetavanadat und 126 g Ammoniumparawolframatheptahy­ drat zu einer Lösung II gelöst. Anschließend wurde die Lösung I auf einmal in die Lösung II eingerührt und anschließend soviel einer 25 gew.-%igen wäßrigen NH3-Lösung zugesetzt, bis wieder eine Lösung entstand. Diese wurde bei einer Austritts­ temperatur von 110°C sprühgetrocknet. Das resultierende Sprühpulver wurde je kg Pulver mit 0,25 kg einer 30 gew.-%igen wäßrigen Essigsäurelösung mit einem Kneter der Fa. Werner & Pfleiderer vom Typ ZS1-80 verknetet und anschließend bei einer Temperatur von 110°C während 10 h im Trockenschrank getrocknet.190 g of copper (II) acetate monohydrate were dissolved in a solution I in 2700 g of water. In 5500 g of water, 860 g of ammonium heptamolybdate tetrahydrate, 143 g of ammonium metavanadate and 126 g of ammonium paratungstate heptahydrate were dissolved in succession at 95 ° C. to form a solution II. Solution I was then stirred all at once into solution II and then enough of a 25% strength by weight aqueous NH 3 solution was added until a solution was obtained again. This was spray dried at an outlet temperature of 110 ° C. The resulting spray powder was kneaded per kg powder with 0.25 kg of a 30% by weight aqueous acetic acid solution with a kneader from Werner & Pfleiderer of the type ZS1-80 and then at a temperature of 110 ° C. for 10 hours in a drying cabinet dried.

700 g des so erhaltenen Katalysatorvorläufers wurden in einem Luft/Stickstoffgemisch [(200 l N2/15 l Luft)/h] in einem Drehrohrofen (50 cm lang, 12 cm Innendurchmesser) calciniert. Im Rahmen der Calcinierung wurde die Knetmasse zunächst in­ nerhalb von einer Stunde von Raumtemperatur (ca. 25°C) konti­ nuierlich auf 325°C erhitzt. Anschließend wurde während 4 h auf dieser Temperatur gehalten. Dann wurde innerhalb von 15 min auf 400°C erwärmt, bei dieser Temperatur während 1 h ge­ halten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt.700 g of the catalyst precursor thus obtained (50 cm long, 12 cm internal diameter) in a rotary kiln in an air / nitrogen mixture [(200 l N 2/15 l air) / h] calcined. As part of the calcination, the modeling clay was first continuously heated from room temperature (approx. 25 ° C) to 325 ° C within one hour. The mixture was then kept at this temperature for 4 h. The mixture was then heated to 400 ° C. within 15 min, held at this temperature for 1 h and then cooled to room temperature.

Das calcinierte katalytisch aktive Material wurde zu einem feinteiligen Pulver gemahlen, von dem 50% der Pulverpartikel ein Sieb der Maschenweite 1 bis 10 µm passierten und dessen Anteil an Partikel mit einer Längstausdehnung oberhalb von 50 µm weniger als 1% betrug.The calcined catalytically active material became one finely divided powder, of which 50% of the powder particles passed a sieve with a mesh size of 1 to 10 µm and its Proportion of particles with a longest expansion above 50 microns was less than 1%.

2. Schalenkatalysatorherstellung2. Shell catalyst production

28 kg ringförmiger Trägerkörper (7 mm Außendurchmesser, 3 mm Länge, 4 mm Innendurchmesser, Steatit, mit einer Oberflächen­ rauhigkeit Rz gemäß EP-B 714700 von 45 µm und mit einem auf das Volumen der Trägerkörper bezogenen Porengesamtvolumen ≦ 1 Vol.-%, Hersteller: Caramtec DE) wurden in einem Dragier­ kessel (Neigungswinkel 90°; Hicoater der Fa. Lödige, DE) von 200 l Innenvolumen gefüllt. Anschließend wurde der Dragier­ kessel mit 16 U/min in Rotation versetzt. Über eine Düse wur­ den innerhalb von 25 min 2000 g einer aus 75 Gew.-% H2O und 25 Gew.-% Glycerin bestehenden wäßrigen Lösung auf die Trägerkörper aufgesprüht. Gleichzeitig wurden im selben Zeit­ raum 7 kg des katalytisch aktiven Oxidpulvers aus a) über eine Schüttelrinne außerhalb des Sprühkegels der Zerstäuber­ düse kontinuierlich zudosiert. Während der Beschichtung wurde das zugeführte Pulver vollständig auf die Oberfläche der Trägerkörper aufgenommen, eine Agglomeration der feinteiligen oxidischen Aktivmasse wurde nicht beobachtet. Nach beendeter Zugabe von Pulver und wäßriger Lösung wurde bei einer Drehge­ schwindigkeit von 2 Umdrehungen/min 20 min. 110°C heiße Luft in den Dragierkessel geblasen. Anschließend wurde noch 2 h bei 250°C in ruhender Schüttung (Hordenofen) unter Luft ge­ trocknet. Es wurden ringförmige Schalenkatalysatoren erhal­ ten, deren Anteil anoxidischer Aktivmasse, bezogen auf die Gesamtmasse, 20 Gew.-% betrug. Die Schalendicke lag, sowohl über die Oberfläche eines Trägerkörpers als auch über die Oberfläche verschiedener Trägerkörper betrachtet, bei 230 ± 25 µm. Eine Schüttung aus den resultierenden Schalenkatalysa­ torringen bildete einen erfindungsgemäßen Festbettkataly­ sator 2. 28 kg ring-shaped carrier body (7 mm outer diameter, 3 mm length, 4 mm inner diameter, steatite, with a surface roughness Rz according to EP-B 714700 of 45 µm and with a total pore volume ≦ 1% by volume based on the volume of the carrier body, manufacturer : Caramtec DE) were filled in a coating pan (inclination angle 90 °; Hicoater from Lödige, DE) with an internal volume of 200 l. The coating pan was then set in rotation at 16 rpm. 2000 g of an aqueous solution consisting of 75% by weight of H 2 O and 25% by weight of glycerol were sprayed onto the support bodies via a nozzle within 25 minutes. At the same time, 7 kg of the catalytically active oxide powder from a) were metered in continuously via a shaking channel outside the spray cone of the atomizer nozzle in the same period. During the coating process, the powder supplied was completely absorbed onto the surface of the support body, and no agglomeration of the finely divided oxidic active composition was observed. After the addition of powder and aqueous solution had ended at a speed of 2 revolutions / min 20 min. Hot air at 110 ° C was blown into the coating pan. The mixture was then dried under air for a further 2 h at 250 ° C. in a stationary bed (tray oven). There were ring-shaped coated catalysts, the proportion of active oxide mass, based on the total mass, was 20% by weight. The shell thickness, viewed both over the surface of a carrier body and over the surface of various carrier bodies, was 230 ± 25 µm. A bed of the resulting shell catalysts formed a fixed bed catalyst 2 according to the invention.

c) Herstellung eines kugelförmigen Vergleichsfestbettschalenka­ talysators 1c) Production of a spherical comparative fixed bed shell talysators 1 1. Herstellung einer Ausgangsmasse 11. Production of a starting mass 1

In 775 kg einer wäßrigen salpetersauren Wismutnitratlösung (11,2 Gew.-% Bi, freie Salpetersäure 3 bis 5 Gew.-%; Massen­ dichte: 1,22 bis 1,27 g/ml) wurden bei 25°C portionsweise 209,3 kg Wolframsäure (72,94 Gew.-% W) eingerührt. Das resultierende wäßrige Gemisch wurde anschließend noch 2 h bei 25°C gerührt und anschließend sprühgetrocknet.In 775 kg of an aqueous nitric acid bismuth nitrate solution (11.2% by weight Bi, free nitric acid 3 to 5% by weight; masses density: 1.22 to 1.27 g / ml), 209.3 kg were added in portions at 25 ° C. Tungsten acid (72.94 wt .-% W) stirred. The resulting aqueous mixture was then stirred at 25 ° C for 2 h and then spray dried.

Die Sprühtrocknung erfolgte in einem Drehscheibensprühturm im Gleichstrom bei einer Gaseintrittstemperatur von 300 ± 10°C und einer Gasaustrittstemperatur von 100 ± 10°C. Das erhaltene Sprüh­ pulver wurde anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 780 bis 810°C calciniert (im luftdurchströmten Drehrohrofen (1,54 m3 Innenvolumen, 200 Nm3 Luft/h)). Wesentlich bei der genauen Einstellung der Calcinationstemperatur ist, daß sie an der ange­ strebten Phasenzusammensetzung des Calcinationsprodukts orien­ tiert zu erfolgen hat. Gewünscht sind die Phasen WO3 (monoklin) und Bi2W2O9, unerwünscht ist das Vorhandensein von γ-Bi2WO6 (Rus­ sellit). Sollte daher nach der Calcination die Verbindung γ-Bi2WO6 anhand eines Reflexes im Pulverröntgendiffraktogramm bei einem Reflexwinkel von 2⊖ = 28,4° (CuKα-Strahlung) noch nachweisbar sein, so ist die Präparation zu wiederholen und die Calcinations­ temperatur innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs zu erhö­ hen, bis das Verschwinden des Reflexes erreicht wird. Das so erhaltene vorgebildete calcinierte Mischoxid wurde gemahlen, so daß der X50-Wert (vgl. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition (1998) Electronic Release, Kapitel 3.1.4 oder DIN 66141) der resultierenden Körnung 5 µm betrug. Das Mahl­ gut wurde dann mit 1 Gew.-% (bezogen auf das Mahlgut) fein­ teiligem SiO2 (Rüttelgewicht 150 g/l; X50-Wert der SiO2-Partikel betrug 10 µm, die BET-Oberfläche betrug 100 m2/g) vermischt.The spray drying was carried out in a rotary disc spray tower in cocurrent at a gas inlet temperature of 300 ± 10 ° C and a gas outlet temperature of 100 ± 10 ° C. The spray powder obtained was then calcined at a temperature in the range from 780 to 810 ° C. (in an air-flow rotary kiln (1.54 m 3 internal volume, 200 Nm 3 air / h)). It is essential for the exact setting of the calcination temperature that it has to be oriented towards the desired phase composition of the calcination product. The phases WO 3 (monoclinic) and Bi 2 W 2 O 9 are desired, the presence of γ-Bi 2 WO 6 (Rus sellit) is undesirable. If the compound γ-Bi 2 WO 6 can therefore still be detected after the calcination using a reflection in the powder X-ray diffractogram at a reflection angle of 2⊖ = 28.4 ° (CuKα radiation), the preparation must be repeated and the calcination temperature within the specified temperature range until the reflex disappears. The preformed calcined mixed oxide thus obtained was ground so that the X 50 value of the resulting grains was microns (see FIG. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6 th Edition (1998), Electronic Release, Chapter 3.1.4 or DIN 66141). 5 The ground material was then mixed with 1% by weight (based on the ground material) of finely divided SiO 2 (vibrating weight 150 g / l; X 50 value of the SiO 2 particles was 10 μm, the BET surface area was 100 m 2 / g) mixed.

2. Herstellung einer Ausgangsmasse 22. Production of a starting mass 2

Eine Lösung A wurde hergestellt indem man bei 60°C unter Rühren in 600 l Wasser 213 kg Ammoniumheptamolybdat löste und die resultierende Lösung unter Aufrechterhaltung der 60°C und Rühren mit 0,97 kg einer 20°C aufweisenden wäßrigen Kaliumhydroxidlösung (46,8 Gew.-% KOH) versetzte.Solution A was prepared by stirring in at 60 ° C 600 l of water dissolved 213 kg of ammonium heptamolybdate and the resulting solution while maintaining the 60 ° C and stirring with 0.97 kg of an aqueous potassium hydroxide solution at 20 ° C. (46.8 wt% KOH).

Eine Lösung B wurde hergestellt indem man bei 60°C in 262,9 kg einer wäßrigen Cobaltnitratlösung (12,4 Gew.-% Co) 116,25 kg einer wäßrigen Eisennitratlösung (14,2 Gew.-% Fe) eintrug. An­ schließend wurde unter Aufrechterhaltung der 60°C die Lösung B über einen Zeitraum von 30 Minuten kontinuierlich in die vorge­ legte Lösung A gepumpt. Anschließend wurde 15 Minuten bei 60°C gerührt. Dann wurden dem resultierenden wäßrigen Gemisch 19,16 kg eines Kieselgels (46,80 Gew.-% SiO2, Dichte: 1,36 bis 1,42 g/ml, pH 8,5 bis 9,5, Alkaligehalt. max. 0,5 Gew.-%) zugegeben und da­ nach noch weitere 15 Minuten bei 60°C gerührt.A solution B was prepared by adding 116.25 kg of an aqueous iron nitrate solution (14.2% by weight of Fe) at 60 ° C. in 262.9 kg of an aqueous cobalt nitrate solution (12.4% by weight of Co). At closing, the solution B was pumped continuously into the pre-placed solution A over a period of 30 minutes while maintaining the 60 ° C. The mixture was then stirred at 60 ° C for 15 minutes. Then 19.16 kg of a silica gel (46.80% by weight SiO 2 , density: 1.36 to 1.42 g / ml, pH 8.5 to 9.5, alkali content. Max. 0) were added to the resulting aqueous mixture , 5% by weight) and then stirred at 60 ° C. for a further 15 minutes.

Anschließend wurde in einem Drehscheibensprühturm im Gegenstrom sprühgetrocknet (Gaseintrittstemperatur: 400 ± 10°C, Gasaustritts­ temperatur: 140 ± 5°C). Das resultierende Sprühpulver wies einen Glühverlust von ca. 30 Gew.-% auf (3 h bei 600°C glühen).Subsequently, in a turntable spray tower in countercurrent spray dried (gas inlet temperature: 400 ± 10 ° C, gas outlet temperature: 140 ± 5 ° C). The resulting spray powder had one Loss on ignition of approx. 30% by weight (anneal for 3 hours at 600 ° C).

3. Herstellung der Multimetalloxidaktivmasse3. Production of the multimetal oxide active material

Die Ausgangsmasse 1 wurde mit der Ausgangsmasse 2 in der für eine Multimetalloxidaktivmasse der Stöchiometrie
The starting mass 1 was compared with the starting mass 2 for a multimetal oxide active mass of stoichiometry

[Bi2W2O9.2WO3]0,5[Mo12Co5,5Fe2,94Si1,59K0,08Ox]1
[Bi 2 W 2 O 9 .2WO 3 ] 0.5 [Mo 12 Co 5.5 Fe 2.94 Si 1.59 K 0.08 O x ] 1

erforderlichen Menge homogen vermischt. Bezogen auf die vorge­ nannte Gesamtmasse wurden zusätzlich 1,5 Gew.-% feinteiliges Gra­ phit (Siebanalyse: min. 50 Gew.-% < 24 µm, max. 10 Gew.-% < 24 µm und < 48 µm, max. 5 Gew.-% < 48 µm, BET-Oberfläche: 6 bis 13 m2/g) homogen eingemischt. Das resultierende Trockengemisch wurde zu Hohlzylindern mit 3 mm Länge, 5 mm Außendurchmesser und 1,5 mm Wandstärke verpreßt und anschließend wie folgt thermisch behan­ delt.required amount homogeneously mixed. Based on the aforementioned total mass, an additional 1.5% by weight of fine-grained graphite (sieve analysis: min. 50% by weight <24 µm, max. 10% by weight <24 µm and <48 µm, max. 5 % By weight <48 μm, BET surface area: 6 to 13 m 2 / g) homogeneously mixed. The resulting dry mixture was pressed into hollow cylinders with a length of 3 mm, an outer diameter of 5 mm and a wall thickness of 1.5 mm and then thermally treated as follows.

Im Luft durchströmten Muffelofen (60 l Innenvolumen, 1 l/h Luft pro Gramm Aktivmassevorläufermasse) wurde mit einer Aufheizrate von 180°C/h zunächst von Raumtemperatur (25°C) auf 190°C aufge­ heizt. Diese Temperatur wurde für 1 h aufrechterhalten und dann mit einer Aufheizrate von 60°C/h auf 210°C erhöht. Die 210°C wur­ den wiederum während 1 h aufrechterhalten, bevor sie mit einer Aufheizrate von 60°C/h, auf 230°C erhöht wurden. Diese Temperatur wurde ebenfalls 1 h aufrechterhalten bevor sie, wiederum mit einer Aufheizrate von 60°C/h, auf 265°C erhöht wurde. Die 265°C wurden anschließend ebenfalls während 1 h aufrechterhalten. Da­ nach wurde zunächst auf Raumtemperatur abgekühlt und damit die Zersetzungsphase im wesentlichen abgeschlossen. Dann wurde mit einer Aufheizrate von 180°C/h auf 465°C erhitzt und diese Calcina­ tionstemperatur während 4 h aufrechterhalten.Muffle furnace with air flowing through it (60 l internal volume, 1 l / h air per gram of active mass precursor mass) was at a heating rate from 180 ° C / h initially from room temperature (25 ° C) to 190 ° C heats. This temperature was maintained for 1 h and then increased to 210 ° C with a heating rate of 60 ° C / h. The 210 ° C was which in turn should be maintained for 1 h before using a Heating rate of 60 ° C / h, were increased to 230 ° C. That temperature was also maintained 1 hour before, again with a heating rate of 60 ° C / h, was increased to 265 ° C. The 265 ° C were then also maintained for 1 h. There after was first cooled to room temperature and thus the Decomposition phase essentially completed. Then with a heating rate of 180 ° C / h to 465 ° C and this calcina maintenance temperature for 4 h.

Das calcinierte katalytisch aktive Material wurde zu einem fein­ teiligen Pulver gemahlen, von dem 50% der Pulverpartikel ein Sieb der Maschenweite 1 bis 10 µm passierten und dessen Anteil an Partikel mit einer Längstausdehnung oberhalb von 50 µm weniger als 1% betrug.The calcined catalytically active material became fine partial powder ground, of which 50% of the powder particles Sieve with a mesh size of 1 to 10 µm and its proportion  Particles with a longest dimension above 50 µm less than Was 1%.

4. Schalenkatalysatorherstellung4. Shell catalyst production

30 kg kugelförmiger Trägerkörper (4-5 mm Durchmesser mit einer Oberflächenrauhigkeit Rz gemäß EP-B 714700 von 45 µm und mit einem auf das Volumen der Trägerkörper bezogenen Po­ rengesamtvolumen ≦ 1 Vol.-%, Hersteller: Ceramtec DE) wurden in einem Dragierkessel (Neigungswinkel 90°; Hicoater der Fa. Lödige, DE) von 200 l Innenvolumen gefüllt. Anschließend wurde der Dragierkessel mit 16 U/min in Rotation versetzt. Über eine Düse wurden innerhalb von 25 min 2500 g einer aus 75 Gew.-% H2O und 25 Gew.-% Glycerin bestehenden wäßrigen Lösung auf die Trägerkörper aufgesprüht. Gleichzeitig wurden im selben Zeitraum 13 kg des katalytisch aktiven Oxidpulvers aus a) über eine Schüttelrinne außerhalb des Sprühkegels der Zerstäuberdüse kontinuierlich zudosiert. Während der Be­ schichtung wurde das zugeführte Pulver vollständig auf die Oberfläche der Trägerkörper aufgenommen, eine Agglomeration der feinteiligen oxidischen Aktivmasse wurde nicht beobach­ tet. Nach beendeter Zugabe von Pulver und wäßriger Lösung wurde bei einer Drehgeschwindigkeit von 2 Umdrehungen/min 20 min. 110°C heiße Luft in den Dragierkessel geblasen. Anschließend wurde noch 2 h bei 250°C in ruhender Schüttung (Hordenofen) unter Luft getrocknet. Es wurden kugelförmige Schalenkatalysatoren erhalten, deren Anteil an oxidischer Aktivmasse, bezogen auf die Gesamtmasse, 30 Gew.-% betrug. Die Schalendicke lag, sowohl über die Oberfläche eines Trägerkörpers als auch über die Oberfläche verschiedener Trägerkörper betrachtet, bei 280 ± 25 µm. Eine Schüttung aus den resultierenden Schalenkatalysatorkugeln bildete den kugelförmigen Vergleichsfestbettschalenkatalysator 1.30 kg spherical carrier bodies (4-5 mm in diameter with a surface roughness Rz according to EP-B 714700 of 45 µm and with a total pore volume based on the volume of the carrier bodies ≦ 1% by volume, manufacturer: Ceramtec DE) were placed in a coating pan ( Tilt angle 90 °; Hicoater from Lödige, DE) filled with 200 l internal volume. The coating pan was then set in rotation at 16 rpm. 2500 g of an aqueous solution consisting of 75% by weight of H 2 O and 25% by weight of glycerol were sprayed onto the support bodies via a nozzle within 25 minutes. At the same time, 13 kg of the catalytically active oxide powder from a) were metered in continuously via a shaking channel outside the spray cone of the atomizer nozzle. During the coating, the powder supplied was completely absorbed onto the surface of the carrier body, and no agglomeration of the finely divided oxidic active composition was observed. After the addition of powder and aqueous solution had ended, at a speed of 2 revolutions / min, 20 min. Hot air at 110 ° C was blown into the coating pan. The mixture was then dried in air for 2 h at 250 ° C. in a stationary bed (tray oven). Spherical shell catalysts were obtained, the proportion of oxidic active mass, based on the total mass, of 30% by weight. The shell thickness, viewed both over the surface of a carrier body and over the surface of various carrier bodies, was 280 ± 25 µm. A bed of the resulting coated catalyst spheres formed the spherical comparative fixed bed catalyst 1.

d) Herstellung eines kugelförmigen Vergleichsfestbettschalenka­ talysators 2d) Production of a spherical comparative fixed bed shell talysators 2 1. Herstellung der katalytisch aktiven Oxidmasse Mo12V3W1,2Cu2,4On 1. Production of the catalytically active oxide mass Mo 12 V 3 W 1.2 Cu 2.4 O n

190 g Kupfer(II)acetatmonohydrat wurden in 2700 g Wasser zu einer Lösung I gelöst. In 5500 g Wasser wurden bei 95°C nach­ einander 860 g Ammoniumheptamolybdattetrahydrat, 143 g Ammoniummetavanadat und 126 g Ammoniumparawolframatheptahy­ drat zu einer Lösung II gelöst. Anschließend wurde die Lösung I auf einmal in die Lösung II eingerührt und anschließend soviel einer 25 gew.-%igen wäßrigen NH3-Lösung zugesetzt, bis wieder eine Lösung entstand. Diese wurde bei einer Austritts­ temperatur von 110°C sprühgetrocknet. Das resultierende Sprühpulver wurde je kg Pulver mit 0,25 kg einer 30 gew.-%igen wäßrigen Essigsäurelösung mit einem Kneter der Fa. Werner & Pfleiderer vom Typ ZS1-80 verknetet und anschließend bei einer Temperatur von 110°C während 10 h im Trockenschrank getrocknet.190 g of copper (II) acetate monohydrate were dissolved in a solution I in 2700 g of water. In 5500 g of water, 860 g of ammonium heptamolybdate tetrahydrate, 143 g of ammonium metavanadate and 126 g of ammonium paratungstate heptahydrate were dissolved in succession at 95 ° C. to form a solution II. Solution I was then stirred all at once into solution II and then enough of a 25% strength by weight aqueous NH 3 solution was added until a solution was obtained again. This was spray dried at an outlet temperature of 110 ° C. The resulting spray powder was kneaded per kg powder with 0.25 kg of a 30% by weight aqueous acetic acid solution with a kneader from Werner & Pfleiderer of the type ZS1-80 and then at a temperature of 110 ° C. for 10 hours in a drying cabinet dried.

700 g des so erhaltenen Katalysatorvorläufers wurden in einem Luft/Stickstoffgemisch [(200 l N2/15 l Luft)/h] in einem Drehrohrofen (50 cm lang, 12 cm Innendurchmesser) calciniert. Im Rahmen der Calcinierung wurde die Knetmasse zunächst in­ nerhalb 17906 00070 552 001000280000000200012000285911779500040 0002019948523 00004 17787von einer Stunde von Raumtemperatur (ca. 25°C) konti­ nuierlich auf 325°C erhitzt. Anschließend wurde während 4 h auf dieser Temperatur gehalten. Dann wurde innerhalb von 15 min auf 400°C erwärmt, bei dieser Temperatur während 1 h gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt.700 g of the catalyst precursor thus obtained (50 cm long, 12 cm internal diameter) in a rotary kiln in an air / nitrogen mixture [(200 l N 2/15 l air) / h] calcined. As part of the calcination, the plasticine was first continuously heated to 325 ° C from one hour from room temperature (approx. 25 ° C) within 17906 00070 552 001000280000000200012000285911779500040 0002019948523 00004 17787. The mixture was then kept at this temperature for 4 h. The mixture was then heated to 400 ° C. in the course of 15 minutes, held at this temperature for 1 hour and then cooled to room temperature.

Das calcinierte katalytisch aktive Material wurde zu einem feinteiligen Pulver gemahlen, von dem 50% der Pulverpartikel ein Sieb der Maschenweite 1 bis 10 µm passierten und dessen Anteil an Partikel mit einer Längstausdehnung oberhalb von 50 µm weniger als 1% betrug.The calcined catalytically active material became one finely divided powder, of which 50% of the powder particles passed a sieve with a mesh size of 1 to 10 µm and its Proportion of particles with a longest expansion above 50 microns was less than 1%.

2. Schalenkatalysatorherstellung2. Shell catalyst production

30 kg kugelförmiger Trägerkörper (4-5 mm Durchmesser, Stea­ tit, mit einer Oberflächenrauhigkeit Rz gemäß EP-B 714700 von 45 µm und mit einem auf das Volumen der Trägerkörper bezoge­ nen Porengesamtvolumen ≦ 1 Vol.-%, Hersteller: Caramtec DE) wurden in einem Dragierkessel (Neigungswinkel 90°; Hicoater der Fa. Lödige, DE) von 200 l Innenvolumen gefüllt. Anschließend wurde der Dragierkessel mit 16 U/min in Rotation versetzt. Über eine Düse wurden innerhalb von 25 min 1600 g einer wäßrigen Lösung auf die Trägerkörper aufgesprüht. Gleichzeitig wurden im selben Zeitraum 5,3 kg des katalytisch aktiven Oxidpulvers aus a) über eine Schüttelrinne außerhalb des Sprühkegels der Zerstäuberdüse kontinuierlich zudosiert. Während der Beschichtung wurde das zugeführte Pulver voll­ ständig auf die Oberfläche der Trägerkörper aufgenommen, eine Agglomeration der feinteiligen oxidischen Aktivmasse wurde nicht beobachtet. Nach beendeter Zugabe von Pulver und wäßri­ ger Lösung wurde bei einer Drehgeschwindigkeit von 2 Umdre­ hungen/min 20 min. 110°C heiße Luft in den Dragierkessel geblasen. Es wurden kugelförmige Schalenkatalysatoren erhal­ ten, deren Anteil an oxidischer Aktivmasse, bezogen auf die Gesamtmasse, 15 Gew.-% betrug. Die Schalendicke lag, sowohl über die Oberfläche eines Trägerkörpers als auch über die Oberfläche verschiedener Trägerkörper betrachtet, bei 210 ± 5 µm. Eine Schüttung aus den resultierenden Schalenkataly­ satorkugeln bildete den kugelförmigen Vergleichsfestbettscha­ lenkatalysator 2.30 kg spherical carrier body (4-5 mm diameter, stea tit, with a surface roughness Rz according to EP-B 714700 from 45 µm and related to the volume of the carrier body total pore volume ≦ 1% by volume, manufacturer: Caramtec DE) were in a coating pan (inclination angle 90 °; hicoater from Lödige, DE) filled with an internal volume of 200 l. The coating pan was then rotated at 16 rpm transferred. 1600 g were added via a nozzle within 25 min sprayed onto the carrier body in an aqueous solution. At the same time, 5.3 kg of the catalytic were in the same period active oxide powder from a) via a shaking channel outside of the spray cone is continuously metered into the atomizer nozzle. During the coating process, the powder supplied became full constantly added to the surface of the carrier body, a Agglomeration of the finely divided oxidic active mass was not observed. After the addition of powder and aq ger solution was at a rotation speed of 2 revolutions hours / min 20 min. 110 ° C hot air in the coating pan blown. Spherical shell catalysts were obtained ten, whose proportion of oxidic active mass, based on the Total mass, 15 wt .-% was. The shell thickness was both over the surface of a support body as well as over the  Viewed surface of different carrier bodies, at 210 ± 5 µm. A filling from the resulting shell catalyst satork balls formed the spherical comparison fixed bed steering catalyst 2.

e) Herstellung eines Vergleichsfestbettvollzylinderkatalysa­ tors 1e) Production of a comparative fixed bed full cylinder catalytic converter tors 1 1. Herstellung einer Ausgangsmasse 11. Production of a starting mass 1

In 775 kg einer wäßrigen salpetersauren Wismutnitratlösung (11,2 Gew.-% Bi, freie Salpetersäure 3 bis 5 Gew.-%; Massen­ dichte: 1,22 bis 1,27 g/ml) wurden bei 25°C portionsweise 209,3 kg Wolframsäure (72,94 Gew.-% W) eingerührt. Das resultierende wäßrige Gemisch wurde anschließend noch 2 h bei 25°C gerührt und anschließend sprühgetrocknet.In 775 kg of an aqueous nitric acid bismuth nitrate solution (11.2% by weight Bi, free nitric acid 3 to 5% by weight; masses density: 1.22 to 1.27 g / ml), 209.3 kg were added in portions at 25 ° C. Tungsten acid (72.94 wt .-% W) stirred. The resulting aqueous mixture was then stirred at 25 ° C for 2 h and then spray dried.

Die Sprühtrocknung erfolgte in einem Drehscheibensprühturm im Gleichstrom bei einer Gaseintrittstemperatur von 300 ± 10°C und einer Gasaustrittstemperatur von 100 ± 10°C. Das erhaltene Sprüh­ pulver wurde anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 780 bis 810°C calciniert (im luftdurchströmten Drehrohrofen (1,54 m3 Innenvolumen, 200 Nm3 Luft/h)). Wesentlich bei der genauen Einstellung der Calcinationstemperatur ist, daß sie an der anges­ trebten Phasenzusammensetzung des Calcinationsprodukts orientiert zu erfolgen hat. Gewünscht sind die Phasen WO3 (monoklin) und Bi2W2O9, unerwünscht ist das Vorhandensein von γ-Bi2WO6 (Russel­ lit). Sollte daher nach der Calcination die Verbindung γ-Bi2WO6 anhand eines Reflexes im Pulverröntgendiffraktogramm bei einem Reflexwinkel von 2⊖ = 28,4° (CuKα-Strahlung) noch nachweisbar sein, so ist die Präparation zu wiederholen und die Calcinations­ temperatur innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs zu erhö­ hen, bis das Verschwinden des Reflexes erreicht wird. Das so erhaltene vorgebildete calcinierte Mischoxid wurde gemahlen, so daß der X50-Wert (vgl. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition (1998) Electronic Release, Kapitel 3.1.4 oder DIN 66141) der resultierenden Körnung 5 µm betrug. Das Mahl­ gut wurde dann mit 1 Gew.-% (bezogen auf das Mahlgut) fein­ teiligem SiO2 (Rüttelgewicht 150 g/l; X50-Wert der SiO2-Partikel betrug 10 µm, die BET-Oberfläche betrug 100 m2/g) vermischt.The spray drying was carried out in a rotary disc spray tower in cocurrent at a gas inlet temperature of 300 ± 10 ° C and a gas outlet temperature of 100 ± 10 ° C. The spray powder obtained was then calcined at a temperature in the range from 780 to 810 ° C. (in an air-flow rotary kiln (1.54 m 3 internal volume, 200 Nm 3 air / h)). It is essential for the exact setting of the calcination temperature that it has to be based on the desired phase composition of the calcination product. The phases WO 3 (monoclinic) and Bi 2 W 2 O 9 are desired; the presence of γ-Bi 2 WO 6 (Russel lit) is undesirable. If the compound γ-Bi 2 WO 6 can therefore still be detected after the calcination using a reflection in the powder X-ray diffractogram at a reflection angle of 2⊖ = 28.4 ° (CuKα radiation), the preparation must be repeated and the calcination temperature within the specified temperature range until the reflex disappears. The preformed calcined mixed oxide thus obtained was ground so that the X 50 value of the resulting grains was microns (see FIG. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6 th Edition (1998), Electronic Release, Chapter 3.1.4 or DIN 66141). 5 The ground material was then mixed with 1% by weight (based on the ground material) of finely divided SiO 2 (vibrating weight 150 g / l; X 50 value of the SiO 2 particles was 10 μm, the BET surface area was 100 m 2 / g) mixed.

2. Herstellung einer Ausgangsmasse 22. Production of a starting mass 2

Eine Lösung A wurde hergestellt indem man bei 60°C unter Rühren in 600 l Wasser 213 kg Ammoniumheptamolybdat löste und die resultierende Lösung unter Aufrechterhaltung der 60°C und Rühren mit 0,97 kg einer 20°C aufweisenden wäßrigen Kaliumhydroxidlösung (46,8 Gew.-% KOH) versetzte.Solution A was prepared by stirring in at 60 ° C 600 l of water dissolved 213 kg of ammonium heptamolybdate and the resulting solution while maintaining the 60 ° C and stirring  with 0.97 kg of an aqueous potassium hydroxide solution at 20 ° C. (46.8 wt% KOH).

Eine Lösung B wurde hergestellt indem man bei 60°C in 262,9 kg einer wäßrigen Cobaltnitratlösung (12,4 Gew.-% Co) 116,25 kg einer wäßrigen Eisennitratlösung (14,2 Gew.-% Fe) eintrug. Anschließend wurde unter Aufrechterhaltung der 60°C die Lösung B über einen Zeitraum von 30 Minuten kontinuierlich in die vorge­ legte Lösung A gepumpt. Anschließend wurde 15 Minuten bei 60°C gerührt. Dann wurden dem resultierenden wäßrigen Gemisch 19,16 kg eines Kieselgels (46,80 Gew.-% SiO2, Dichte: 1,36 bis 1,42 g/ml, pH 8,5 bis 9,5, Alkaligehalt max. 0,5 Gew.-%) zugegeben und danach noch weitere 15 Minuten bei 60°C gerührt.A solution B was prepared by adding 116.25 kg of an aqueous iron nitrate solution (14.2% by weight of Fe) at 60 ° C. in 262.9 kg of an aqueous cobalt nitrate solution (12.4% by weight of Co). Solution B was then continuously pumped into solution A over a period of 30 minutes while maintaining 60 ° C. The mixture was then stirred at 60 ° C for 15 minutes. Then 19.16 kg of a silica gel (46.80% by weight SiO 2 , density: 1.36 to 1.42 g / ml, pH 8.5 to 9.5, alkali content max. 0. 5 wt .-%) added and then stirred for a further 15 minutes at 60 ° C.

Anschließend wurde in einem Drehscheibensprühturm im Gleichstrom sprühgetrocknet (Gaseintrittstemperatur: 400 ± 10°C, Gasaustritts­ temperatur: 140 ± 5°C). Das resultierende Sprühpulver wies einen Glühverlust von ca. 30 Gew.-% auf (3 h bei 600°C glühen).Then was in a rotary disc spray tower in direct current spray dried (gas inlet temperature: 400 ± 10 ° C, gas outlet temperature: 140 ± 5 ° C). The resulting spray powder had one Loss on ignition of approx. 30% by weight (anneal for 3 hours at 600 ° C).

3. Herstellung der Multimetalloxidaktivmasse3. Production of the multimetal oxide active material

Die Ausgangsmasse 1 wurde mit der Ausgangsmasse 2 in der für eine Multimetalloxidaktivmasse der Stöchiometrie
The starting mass 1 was compared with the starting mass 2 for a multimetal oxide active mass of stoichiometry

[Bi2W2O9.2WO3]0,5[Mo12Co5,5Fe2,94Si1,59K0,08Ox]1
[Bi 2 W 2 O 9 .2WO 3 ] 0.5 [Mo 12 Co 5.5 Fe 2.94 Si 1.59 K 0.08 O x ] 1

erforderlichen Menge homogen vermischt. Bezogen auf die vorge­ nannte Gesamtmasse wurden zusätzlich 1,5 Gew.-% feinteiliges Graphit (Siebanalyse: min. 50 Gew.-% < 24 µm, max. 10 Gew.-% < 24 µm und < 48 µm, max. 5 Gew.-% < 48 µm, BET-Oberfläche: 6 bis 13 m2/g) homogen eingemischt. Das resultierende Trockengemisch wurde zu Vollzylindern mit 3 mm Länge und 5 mm Außendurchmesser verpreßt und anschließend wie folgt thermisch behandelt.required amount homogeneously mixed. Based on the aforementioned total mass, an additional 1.5% by weight of finely divided graphite (sieve analysis: min. 50% by weight <24 µm, max. 10% by weight <24 µm and <48 µm, max. 5% by weight) .-% <48 µm, BET surface area: 6 to 13 m 2 / g) homogeneously mixed. The resulting dry mixture was pressed into solid cylinders with a length of 3 mm and an outer diameter of 5 mm and then thermally treated as follows.

Im Luft durchströmten Muffelofen (60 l Innenvolumen, 1 l/h Luft pro Gramm Aktivmassevorläufermasse) wurde mit einer Aufheizrate von 150°C/h zunächst von Raumtemperatur (25°C) auf 180°C aufge­ heizt. Diese Temperatur wurde für 1,5 h aufrechterhalten und dann mit einer Aufheizrate von 60°C/h auf 200°C erhöht. Die 200°C wur­ den wiederum während 1,5 h aufrechterhalten, bevor sie mit einer Aufheizrate von 60°C/h auf 220°C erhöht wurden. Diese Temperatur wurde ebenfalls 1,5 h aufrechterhalten bevor sie, wiederum mit einer Aufheizrate von 60°C/h, auf 250°C erhöht wurde. Die 250°C wurden anschließend ebenfalls während 1,5 h aufrechterhalten. Danach wurde zunächst auf Raumtemperatur abgekühlt und damit die Zersetzungsphase im wesentlichen abgeschlossen. Dann wurde mit einer Aufheizrate von 180°C/h auf 465°C erhitzt und diese Calcina­ tionstemperatur während 4 h aufrechterhalten. Eine Schüttung aus dem resultierenden Vollkatalysator bildete den Vergleichsfest­ bettvollzylinderkatalysator 1.Muffle furnace with air flowing through it (60 l internal volume, 1 l / h air per gram of active mass precursor mass) was at a heating rate from 150 ° C / h initially from room temperature (25 ° C) to 180 ° C heats. This temperature was maintained for 1.5 hours and then increased to 200 ° C at a heating rate of 60 ° C / h. The 200 ° C was maintain it again for 1.5 hours before using a Heating rate increased from 60 ° C / h to 220 ° C. That temperature was also maintained for 1.5 hours before, again with a heating rate of 60 ° C / h, was increased to 250 ° C. The 250 ° C were then also maintained for 1.5 hours. Then it was first cooled to room temperature and thus the Decomposition phase essentially completed. Then with a heating rate of 180 ° C / h to 465 ° C and this calcina  maintenance temperature for 4 h. A pour out the resulting full catalyst formed the benchmark full-bed catalytic converter 1.

f) Herstellung eines Vergleichsfestbettvollzylinderkatalysa­ tors 2f) Production of a comparative fixed bed full cylinder catalytic converter tors 2 1. Herstellung der katalytisch aktiven Oxidmasse Mo12V3W1,2Cu2,4On 1. Production of the catalytically active oxide mass Mo 12 V 3 W 1.2 Cu 2.4 O n

190 g Kupfer(II)acetatmonohydrat wurden in 2700 g Wasser zu einer Lösung I gelöst. In 5500 g Wasser wurden bei 9500 nach­ einander 860 g Ammoniumheptamolybdattetrahydrat, 143 g Ammoniummetavanadat und 126 g Ammoniumparawolframatheptahy­ drat zu einer Lösung II gelöst. Anschließend wurde die Lösung I auf einmal in die Lösung II eingerührt und anschließend soviel einer 25 gew.-%igen wäßrigen NH3-Lösung zugesetzt, bis wieder eine Lösung entstand. Diese wurde bei einer Austritts­ temperatur von 110°C sprühgetrocknet. Das resultierende Sprühpulver wurde je kg Pulver mit 0,25 kg einer 30 gew.-%igen wäßrigen Essigsäurelösung mit einem Kneter der Fa. Werner & Pfleiderer vom Typ ZS1-80 verknetet und anschließend bei einer Temperatur von 110°C während 10 h im Trockenschrank getrocknet.190 g of copper (II) acetate monohydrate were dissolved in a solution I in 2700 g of water. In 9,500 g of water, 860 g of ammonium heptamolybdate tetrahydrate, 143 g of ammonium metavanadate and 126 g of ammonium paratungstate heptahydrate were successively dissolved in 5500 g of water to give solution II. Solution I was then stirred all at once into solution II and then enough of a 25% strength by weight aqueous NH 3 solution was added until a solution was obtained again. This was spray dried at an outlet temperature of 110 ° C. The resulting spray powder was kneaded per kg powder with 0.25 kg of a 30% by weight aqueous acetic acid solution with a kneader from Werner & Pfleiderer of the type ZS1-80 and then at a temperature of 110 ° C. for 10 hours in a drying cabinet dried.

700 g des so erhaltenen. Katalysatorvorläufers wurden in einem Luft/Stickstoffgemisch [(200 l N2/15 l Luft)/h] in einem Drehrohrofen (50 cm lang, 12 cm Innendurchmesser) calciniert. Im Rahmen der Calcinierung wurde die Knetmasse zunächst innerhalb von einer Stunde von Raumtemperatur (ca. 25°C) kontinuierlich auf 325°C erhitzt. Anschließend wurde während 4 h auf dieser Temperatur gehalten. Dann wurde innerhalb von 15 min auf 400°C erwärmt, bei dieser Temperatur während 1 h gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt.700 g of the so obtained. Catalyst precursor were mixed in a air / nitrogen mixture [(200 l N 2/15 l air) / h] in a rotary kiln (50 cm long, 12 cm internal diameter) calcined. In the course of the calcination, the modeling clay was first continuously heated from room temperature (approx. 25 ° C.) to 325 ° C. within one hour. The mixture was then kept at this temperature for 4 h. The mixture was then heated to 400 ° C. in the course of 15 minutes, held at this temperature for 1 hour and then cooled to room temperature.

Das calcinierte katalytisch aktive Material wurde zu einem feinteiligen Pulver gemahlen, von dem 50% der Pulverpartikel ein Sieb der Maschenweite 1 bis 10 µm passierten und dessen Anteil an Partikel mit einer Längstausdehnung oberhalb von 50 µm weniger als 1% betrug.The calcined catalytically active material became one finely divided powder, of which 50% of the powder particles passed a sieve with a mesh size of 1 to 10 µm and its Proportion of particles with a longest expansion above 50 microns was less than 1%.

Das so erhaltene katalytisch aktive Material wurde nach Zumi­ schung von 3 Gew.-% (bezogen auf die Aktivmasse) Graphit zu Vollzylindern mit 3 mm Länge und 5 mm Außendurchmesser ver­ preßt. The catalytically active material thus obtained was according to Zumi addition of 3% by weight (based on the active composition) of graphite Solid cylinders with 3 mm length and 5 mm outside diameter ver presses.  

Eine Schüttung aus den resultierenden Vollkatalysatoren bil­ dete den Vergleichsfestbettvollzylinderkatalysator 2.A bed of the resulting full catalysts bil extended the comparative fixed bed full cylinder catalyst 2.

g) Gasphasenkatalytische Oxidation von Propen zu Acrylsäureg) Gas phase catalytic oxidation of propene to acrylic acid 1. Die erste Reaktionsstufe1. The first reaction stage

Ein erstes Reaktionsrohr (V2A Stahl; 30 mm Außendurchmesser; 2 mm Wandstärke; 26 mm Innendurchmesser, Länge: 439 cm, sowie ein in der Reaktionsrohrmitte zentriertes Thermorohr (4 mm Außendurchmesser) zur Aufnahme eines Thermoelements mit dem die Temperatur im Reaktionsrohr ermittelt werden kann) wurde von unten nach oben auf einem Kontaktstuhl (44 cm Länge) zunächst auf einer Länge von 30 cm mit eine rauhe Oberfläche aufweisenden Steatitkugeln (4 bis 5 mm Durchmesser; Inert­ material zum Erwärmen des Reaktionsgasausgangsgemisches 1) und anschließend auf einer Länge von 300 cm mit dem in a) (bzw. in c) oder in e)) hergestellten Festbettkatalysator 1 beschickt, bevor die Beschickung auf einer Länge von 30 cm mit den vorgenannten Steatitkugeln als Nachschüttung abge­ schlossen wurde. Die verbleibenden 35 cm Kontaktrohr wurden leer belassen.A first reaction tube (V2A steel; 30 mm outer diameter; 2 mm wall thickness; 26 mm inner diameter, length: 439 cm, as well a thermal tube centered in the center of the reaction tube (4 mm Outer diameter) to accommodate a thermocouple with the the temperature in the reaction tube can be determined) from the bottom up on a contact chair (44 cm long) initially on a length of 30 cm with a rough surface showing steatite balls (4 to 5 mm diameter; inert material for heating the reaction gas starting mixture 1) and then over a length of 300 cm with that in a) (or in c) or in e)) produced fixed bed catalyst 1 loaded before loading the length of 30 cm abge with the aforementioned steatite balls as a refill was closed. The remaining 35 cm contact tube were leave empty.

Der Teil des ersten Reaktionsrohres, der mit Feststoff be­ schickt war, wurde mittels 12 zylinderförmig um das Rohr auf­ gegossenen Aluminium-Blöcken von je 30 cm Länge, die durch elektrische Heizbänder beheizt wurden, thermostatisiert (Vergleichsversuche mit einem entsprechenden mittels eines stickstoffgeperlten Salzbades beheizten Reaktionsrohr zeig­ ten, daß die Aluminiumblock-Thermostatisierung eine Salzbad- Thermostatisierung zu simulieren vermag). Die ersten sechs Aluminiumblöcke in Strömungsrichtung definierten eine Reaktionszone A und die verbleibenden Aluminiumblöcke defi­ nierten eine Reaktionszone B. Die an Feststoff freien Enden des Reaktionsrohres wurden mit unter erhöhtem Druck befindli­ chem Wasserdampf auf 220°C gehalten.The part of the first reaction tube that be with solid was sent, was by means of 12 cylindrical around the tube cast aluminum blocks, each 30 cm long, through electric heating tapes were heated, thermostatted (Comparative experiments with a corresponding one using a nitrogen-bubbled salt bath heated reaction tube show that the aluminum block thermostat is a salt bath Thermostat can simulate). The first six Aluminum blocks in the flow direction defined one Defi reaction zone A and the remaining aluminum blocks a reaction zone B. The ends free of solids of the reaction tube were located under increased pressure chem steam kept at 220 ° C.

2. Die zweite Reaktionsstufe2. The second stage of the reaction

Ein zweites Reaktionsrohr (V2A Stahl; 30 mm Außendurchmesser; 2 mm Wandstärke; 26 mm Innendurchmesser, Länge: 439 cm sowie ein in der Reaktionsrohrmitte zentriertes Thermo-Rohr (4 mm Außendurchmesser) zur Aufnahme eines Thermoelements mit dem die Temperatur im Reaktionsrohr ermittelt werden kann) wurde von unten nach oben auf einem Kontaktstuhl (44 cm Länge) zunächst auf einer Länge von 30 cm mit eine rauhe Oberfläche aufweisenden Steatitkugeln (4 bis 5 mm Durchmesser; Inert­ material zum Temperieren des Reaktionsgasausgangsgemisches 2) und anschließend auf einer Länge von 300 cm mit dem in b) (bzw. in d) oder f)) hergestellten Festbettkatalysator 2 beschickt, bevor die Beschickung auf einer Länge von 30 cm mit den vorgenannten Steatitkugeln als Vorschüttung abge­ schlossen wurde. Die verbleibenden 35 cm Kontaktrohr wurden leer belassen.A second reaction tube (V2A steel; 30 mm outer diameter; 2 mm wall thickness; 26 mm inner diameter, length: 439 cm as well a thermo tube centered in the center of the reaction tube (4 mm Outer diameter) to accommodate a thermocouple with the the temperature in the reaction tube can be determined) from the bottom up on a contact chair (44 cm long) initially on a length of 30 cm with a rough surface showing steatite balls (4 to 5 mm diameter; inert  material for tempering the reaction gas starting mixture 2) and then over a length of 300 cm with the one in b) (or in d) or f)) produced fixed bed catalyst 2 loaded before loading the length of 30 cm abge with the aforementioned steatite balls as a pre-fill was closed. The remaining 35 cm contact tube were leave empty.

Der Teil des zweiten Reaktionsrohres, der mit Feststoff be­ schickt war, wurde mittels 12 zylinderförmig um das Rohr auf­ gegossenen Aluminium-Blöcken von je 30 cm Länge thermo­ statisiert (Vergleichsversuche mit einem entsprechenden mittels eines stickstoffgeperlten Salzbades beheizten Reakti­ onsrohr zeigten, daß die Aluminiumblock-Thermostatisierung eine Salzbad-Thermostatisierung zu simulieren vermag). Die ersten sechs Aluminiumblöcke in Strömungsrichtung definierten eine Reaktionszone C und die verbleibenden sechs Aluminium­ blöcke definierten eine Reaktionszone D. Die an Feststoff freien Enden des Reaktionsrohres wurden mit unter Druck befindlichem Wasserdampf auf 220°C gehalten.The part of the second reaction tube that be with solid was sent, was by means of 12 cylindrical around the tube cast aluminum blocks, each 30 cm long thermo statistically (comparative tests with a corresponding Reacti heated by means of a nitrogen pearled salt bath onsrohr showed that the aluminum block thermostat can simulate a salt bath thermostat). The defined the first six aluminum blocks in the direction of flow a reaction zone C and the remaining six aluminum blocks defined a reaction zone D. The solid free ends of the reaction tube were under pressure water vapor held at 220 ° C.

3. Die Gasphasenoxidation3. The gas phase oxidation

Das vorstehend beschriebene erste Reaktionsrohr wurde mit einem Reaktionsgasausgangsgemisch der nachfolgenden Zusammen­ setzung kontinuierlich beschickt, wobei die Belastung und die Thermostatisierung des ersten Reaktionsrohres variiert wur­ den:
6 bis 6,5 Vol-% Propen,
3 bis 3,5 Vol-% H2O,
0,3 bis 0,5 Vol-% CO,
0,8 bis 1,2 Vol-% CO2,
0,025 bis 0,04 Vol-% Acrolein,
10,4 bis 10,7 Vol-% O2 und
als Restmenge ad 100% molekularer Stickstoff.
The first reaction tube described above was continuously charged with a reaction gas starting mixture of the following composition, the load and the thermostatting of the first reaction tube being varied:
6 to 6.5 vol% propene,
3 to 3.5% by volume H 2 O,
0.3 to 0.5 vol% CO,
0.8 to 1.2 vol% CO 2 ,
0.025 to 0.04 vol% acrolein,
10.4 to 10.7% by volume of O 2 and
as a residual amount of 100% molecular nitrogen.

Dem Produktgasgemisch der ersten Reaktionsstufe wurde am Aus­ gang des ersten Reaktionsrohres eine kleine Probe für eine gaschromatographische Analyse entnommen. Im übrigen wurde das Produktgasgemisch unter Zudüsen von eine Temperatur von 25°C aufweisender Luft unmittelbar in die nachfolgende Acroleino­ xidationsstufe (zu Acrylsäure) geführt (Reaktionsstufe 2). Vom Produktgasgemisch der Acroleinoxidationsstufe wurde eben­ falls eine kleine Probe für eine gaschromatographische Analyse entnommen. Im übrigen wurde die Acrylsäure vom Produktgasgemisch der zweiten Reaktionsstufe in an sich bekannter Weise abgetrennt und ein Teil des verbleibenden Restgases zur Beschickung der Propenoxidationsstufe wieder­ verwendet (als sogenanntes Kreisgas), was den Acroleingehalt des vorgenannten Beschickungsgases und die geringe Varianz der Feedzusammensetzung erklärt.The product gas mixture of the first reaction stage was on the end a small sample for a taken from gas chromatographic analysis. Otherwise it was Product gas mixture under the addition of a temperature of 25 ° C air directly into the subsequent acroleino oxidation stage (to acrylic acid) led (reaction stage 2). The product gas mixture of the acrolein oxidation stage was just if a small sample for a gas chromatographic Analysis taken. In addition, the acrylic acid from Product gas mixture of the second reaction stage in itself  known manner separated and part of the remaining Residual gas to feed the propene oxidation stage again used (as a so-called cycle gas), which is the acrolein content of the aforementioned feed gas and the low variance of the feed composition explained.

Der Druck am Eingang des ersten Reaktionsrohres variierte in Abhängigkeit von der gewählten Propenbelastung im Bereich von 3,0 bis 0,9 bar. Am Ende der Reaktionszonen A, C befand sich ebenfalls eine Analysenstelle. Der Druck am Eingang des zwei­ ten Reaktionsrohres variierte in Abhängigkeit von der Acroleinbelastung im Bereich von 2 bis 0,5 bar.The pressure at the entrance to the first reaction tube varied in Depending on the selected propene load in the range of 3.0 to 0.9 bar. At the end of reaction zones A, C was also an analysis center. The pressure at the entrance of the two th reaction tube varied depending on the Acrolein exposure in the range of 2 to 0.5 bar.

Die für die verschiedenen Katalysatorbeschichtungen in Abhän­ gigkeit von den gewählten Belastungen und der gewählten Alu­ minium-Thermostatisierung sowie der praktizierten Luftzugabe (nach der ersten Reaktionsstufe) erzielten Ergebnisse zeigen die nachfolgenden Tabellen (vorstehende Beispiele können erfindungsgemäß in entsprechender Weise (d. h., z. B. bei glei­ cher Last) auch in Einzonenrohreaktoren durchgeführt werden; die Temperatur in der ersten Stufe sollte dann zweckmäßig 320 bis 360°C und in der zweiten Stufe 245 bis 275°C betragen; diesbezüglich ist es ferner empfehlenswert, in der ersten Re­ aktionsstufe die 300 cm Beschickung mit Festbettkatalysator 1 durch nachfolgende, sich nur noch auf eine Länge von 270 cm erstreckende, Beschickung zu ersetzen:
in Strömungsrichtung zunächst auf einer Länge von 100 cm ein Gemisch aus 65 Vol.-% Festbettkatalysator 1 und 35 Vol.-% Steatitringen (Außendurchmesser × Innendurchmesser × Länge = 5 mm × 3 mm × 2 mm) und daran anschließend auf einer Länge von 170 cm ein Gemisch aus 90 Vol.-% Festbettkatalysator 1 und 10 Vol.-% der vorstehenden Steatitringe;
außerdem empfiehlt es sich diesbezüglich in der zweiten Reak­ tionsstufe die 300 cm Beschickung mit Festbettkatalysator 2 durch nachfolgend Beschickung entsprechender Länge zu ersetz­ ten:
in Strömungsrichtung zunächst auf einer Länge von 100 cm ein Gemisch aus 70 Vol.-% Festbettkatalysator 2 und 30 Vol.-% Steatitringen (Außendurchmesser × Innendurchmesser × Länge = 7 mm × 3 mm × 4 mm) und daran anschließend 200 cm reiner Festbettkatalysator 2).
The results obtained for the various catalyst coatings as a function of the selected loads and the selected aluminum thermostatting and the practice of adding air (after the first reaction stage) are shown in the tables below (the above examples can be used according to the invention in a corresponding manner (ie, for example with the same load) also carried out in single-zone tubular reactors; the temperature in the first stage should then be 320 to 360 ° C and in the second stage 245 to 275 ° C; in this regard, it is also recommended to use 300 in the first reaction stage cm feed with fixed bed catalyst 1 to be replaced by the following feed, which only extends to a length of 270 cm:
in the direction of flow, first a mixture of 65 vol.% fixed bed catalyst 1 and 35 vol.% steatite rings (outer diameter × inner diameter × length = 5 mm × 3 mm × 2 mm) and then over a length of 170 cm cm a mixture of 90% by volume of fixed bed catalyst 1 and 10% by volume of the above steatite rings;
In addition, it is advisable to replace the 300 cm loading with fixed bed catalyst 2 in the second reaction stage with the following loading of the appropriate length:
in the direction of flow, first a mixture of 70 vol.% fixed bed catalyst 2 and 30 vol.% steatite rings (outer diameter × inner diameter × length = 7 mm × 3 mm × 4 mm) and then 200 cm pure fixed bed catalyst 2 ).

TA, TB, TC, TD stehen für die Temperatur der Aluminiumblöcke in den Reaktionszonen A, B, C und D.
UPA ist der Propenumsatz am Ende der Reaktionszone A.
UPB ist der Propenumsatz am Ende der Reaktionszone B.
SWP ist die Selektivität der Acroleinbildung sowie der Acryl­ säurenebenproduktbildung zusammengenommen nach der ersten Reaktionsstufe und bezogen auf umgesetztes Propen.
UAC ist der Acroleinumsatz am Ende der Reaktionszone C.
UAD ist der Acroleinumsatz am Ende der Reaktionszone D.
UPD ist der Propenumsatz am Ende der Reaktionszone D.
SAS ist die Selektivität der Acrylsäurebildung nach der zwei­ ten Reaktionsstufe und bezogen auf umgesetztes Propen.
RZAAS ist die Raum-Zeit-Ausbeute an Acrlysäure am Ausgang des zweiten Reaktionsrohres.
V ist das molare Verhältnis von molekularem Sauer­ stoff : Acrolein im Reaktionsgasausgangsgemisch 2
M ist die nach der ersten Reaktionsstufe zugedüste Menge an Luft.
T A , T B , T C , T D stand for the temperature of the aluminum blocks in reaction zones A, B, C and D.
U PA is the propene conversion at the end of reaction zone A.
U PB is the propene conversion at the end of reaction zone B.
S WP is the selectivity of acrolein formation and acrylic acid by-product formation taken together after the first reaction stage and based on the propene converted.
U AC is the acrolein conversion at the end of reaction zone C.
U AD is the acrolein conversion at the end of reaction zone D.
U PD is the propene conversion at the end of reaction zone D.
S AS is the selectivity of the acrylic acid formation after the second reaction stage and based on the propene converted.
RZA AS is the space-time yield of acrylic acid at the outlet of the second reaction tube.
V is the molar ratio of molecular oxygen: acrolein in the reaction gas starting mixture 2
M is the amount of air injected after the first reaction stage.

Claims (2)

1. Verfahren der katalytischen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure, bei dem man ein Propen, molekularen Sauerstoff und wenigstens ein Inertgas enthaltendes Reaktionsgas­ ausgangsgemisch 1, das den molekularen Sauerstoff und das Propen in einem molaren Verhältnis O2 : C3H6 ≧ 1 enthält, zu­ nächst in einer ersten Reaktionsstufe bei erhöhter Temperatur so über einen ersten Festbettkatalysator, dessen Aktivmasse wenigstens ein Molybdän und/oder Wolfram sowie Wismut, Tel­ lur, Antimon, Zinn und/oder Kupfer enthaltendes Multimetall­ oxid ist, führt, daß der Propenumsatz bei einmaligem Durch­ gang ≧ 90 mol-% und die damit einhergehende Selektivität der Acroleinbildung sowie der Acrylsäurenebenproduktbildung zu­ sammengenommen ≧ 90 mol.-% betragen, die Temperatur des die erste Reaktionsstufe verlassenden Produktgasgemisches durch direkte und/oder indirekte Kühlung gegebenenfalls verringert und dem Produktgasgemisch gegebenenfalls molekularen Sauer­ stoff und/oder Inertgas zugibt, und danach das Produktgas­ gemisch als Acrolein, molekularen Sauerstoff und wenigstens ein Inertgas enthaltendes Reaktionsgasausgangsgemisch 2, das den molekularen Sauerstoff und das Acrolein in einem molaren Verhältnis O2 : C3H4O ≧ 1 enthält, in einer zweiten Reakti­ onsstufe bei erhöhter Temperatur so über einen zweiten Fest­ bettkatalysator, dessen Aktivmasse wenigstens ein Molybdän und Vanadin enthaltendes Multimetalloxid ist, führt, daß der Acroleinumsatz bei einmaligem Durchgang ≧ 90 mol-% und die Selektivität der über beide Reaktionsstufen bilanzierten Acrylsäurebildung, bezogen auf umgesetztes Propen, ≧ 80 mol-% beträgt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
  • a) die Belastung des ersten Festbettkatalysators mit dem im Reaktionsgasausgangsgemisch 1 enthaltenen Propen ≧ 160 Nl Propen/l Katalysatorschüttung.h beträgt,
  • b) die Belastung des zweiten Festbettkatalysators mit dem im Reaktionsgasausgangsgemisch 2 enthaltenen Acrolein ≧ 140 Nl Acrolein/l Katalysatorschüttung.h beträgt und
  • c) sowohl die Geometrie der Katalysatorformkörper des ersten Festbettkatalysators als auch die Geometrie der Katalysatorformkörper des zweiten Festbettkatalysators mit der Maßgabe ringförmig ist, daß
  • - der Ringaußendurchmesser 2 bis 11 mm,
  • - die Ringlänge 2 bis 11 mm und
  • - die Wandstärke des Ringes 1 bis 5 mm beträgt.
1. Process of the catalytic gas phase oxidation of propene to acrylic acid, in which a starting gas 1 containing propene, molecular oxygen and at least one inert gas, which contains the molecular oxygen and the propene in a molar ratio O 2 : C 3 H 6 ≧ 1, first in a first reaction stage at elevated temperature so over a first fixed bed catalyst, the active mass of which contains at least one molybdenum and / or tungsten and bismuth, Tel lur, antimony, tin and / or copper, leads to the propene conversion with a single pass gear ≧ 90 mol% and the associated selectivity of acrolein formation and acrylic acid by-product formation together betragen 90 mol%, the temperature of the product gas mixture leaving the first reaction stage may be reduced by direct and / or indirect cooling and the product gas mixture may have molecular oxygen and / or inertga s adds, and then the product gas mixture as acrolein, molecular oxygen and at least one inert gas-containing reaction gas starting mixture 2, which contains the molecular oxygen and acrolein in a molar ratio O 2 : C 3 H 4 O ≧ 1, in a second reaction stage elevated temperature over a second fixed bed catalyst, the active composition of which is at least one multimetal oxide containing molybdenum and vanadium, leads to the fact that the acrolein conversion in one pass ≧ 90 mol% and the selectivity of the acrylic acid formation balanced over both reaction stages, based on converted propene, ≧ 80 mol%, which is characterized in that
  • a) the loading of the first fixed bed catalyst with the propene contained in the reaction gas starting mixture 1 ≧ 160 Nl propene / l catalyst bed.h,
  • b) the loading of the second fixed bed catalyst with the acrolein enthaltenen 140 Nl acrolein / l catalyst bed contained in the reaction gas starting mixture 2 and
  • c) both the geometry of the shaped catalyst bodies of the first fixed bed catalyst and the geometry of the shaped catalyst bodies of the second fixed bed catalyst is annular with the proviso that
  • - the outer ring diameter 2 to 11 mm,
  • - The ring length 2 to 11 mm and
  • - The wall thickness of the ring is 1 to 5 mm.
2. Verfahren der katalytischen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrolein und/oder Acrylsäure, bei dem man ein Propen, moleku­ laren Sauerstoff und wenigstens ein Inertgas enthaltendes Reaktionsgasausgangsgemisch 1, das den molekularen Sauerstoff und das Propen in einem molaren Verhältnis O2 : C3H6 ≧ 1 ent­ hält, in einer Reaktionsstufe bei erhöhter Temperatur so über einen ersten Festbettkatalysator, dessen Aktivmasse wenig­ stens ein Molybdän und/oder Wolfram sowie Wismut, Tellur, An­ timon, Zinn und/oder Kupfer enthaltendes Multimetalloxid ist, führt, daß der Propenumsatz bei einmaligem Durchgang ≧ 90 mol-% und die damit einhergehende Selektivität der Acroleinbildung sowie der Acrylsäurenebenproduktbildung zu­ sammengenommen ≧ 90 mol.-% betragen, das dadurch gekennzeich­ net ist, daß
  • a) die Belastung des Festbettkatalysators mit dem im Reaktionsgasausgangsgemisch 1 enthaltenen Propen ≧ 160 Nl Propen/l Katalysatorschüttung.h beträgt und
  • b) die Geometrie der Katalysatorformkörper des Festbett­ katalysators mit der Maßgabe ringförmig ist, daß
  • - der Ringaußendurchmesser 2 bis 11 mm,
  • - die Ringlänge 2 bis 11 mm und
  • - die Wandstärke des Ringes 1 bis 5 mm beträgt.
2. Process for the catalytic gas phase oxidation of propene to acrolein and / or acrylic acid, in which a reaction gas starting mixture 1 containing propene, molecular oxygen and at least one inert gas, the molecular oxygen and the propene in a molar ratio O 2 : C 3 H 6 ≧ 1 ent, in a reaction stage at elevated temperature over a first fixed bed catalyst, the active mass of which contains at least a molybdenum and / or tungsten as well as bismuth, tellurium, timon, tin and / or copper containing multimetal oxide, leads to propene conversion a single pass ≧ 90 mol% and the associated selectivity of acrolein formation and acrylic acid by-product formation together ≧ 90 mol .-%, which is characterized in that
  • a) the loading of the fixed bed catalyst with the propene contained in the reaction gas starting mixture 1 ≧ 160 Nl propene / l catalyst bed.h and
  • b) the geometry of the shaped catalyst bodies of the fixed bed catalyst is annular with the proviso that
  • - the outer ring diameter 2 to 11 mm,
  • - The ring length 2 to 11 mm and
  • - The wall thickness of the ring is 1 to 5 mm.
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