长期操作至少一种有机化合物的非均相催化气相部分氧化的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在催化剂床上长期操作至少一种有机化合物的非均相催化气相部分氧化的方法，其中为了阻碍催化剂床的钝化，在该催化剂床的操作时间期间增加气相中的工作压力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在至少一个氧化反应器中，其中使包含所述至少一种有机化合物、分子氧和至少一种惰性稀释气体的起始反应气体混合物在高温下通过至少一个催化剂床。
技术介绍
有机化合物与分子氧的完全氧化在本文中是指在分子氧的反应性作用下该有机化合物以存在于该有机化合物中的全部碳转化为碳的氧化物且存在于该有机化合物中的全部氢转化为氢的氧化物的形式转化。本文将有机化合物在分子氧的反应性作用下的所有不同转化作用总结为有机化合物的部分氧化。 特别地，部分氧化在本文中是指有机化合物在分子氧的反应性作用下的这样的转化作用，其中待部分氧化的有机化合物在转化完成时比进行部分氧化之前含有至少多出一个呈化学键形式的氧原子。 在非均相催化气相部分氧化条件下基本表现为惰性的稀释气体是指这样的稀释气体，其组分在非均相催化气相部分氧化条件下在高于95摩尔％的程度上，优选在高于99摩尔％的程度上保持不变，各组分单独观察。 普遍已知的是，在气相中使用分子氧使非常广泛范围的有机化合物的部分和非均相催化氧化可允许获得多种基础化学物。实例包括将丙烯转化为丙烯醛和/或丙烯酸(例如参见DE-A 23 51 151)；将叔丁醇、异丁烯、异丁烷、异丁醛或叔丁醇的甲基醚转化为甲基丙烯醛和/或甲基丙烯酸(例如参见DE-A 25 26 238、EP-A 92097、EP-A 58927、DE-A 41 32 263、DE-A 41 32 684和DE-A 40 22 212)；将丙烯醛转化为丙烯酸；将甲基丙烯醛转化为甲基丙烯酸(例如参见DE-A 25 26 238)；将邻二甲苯、对二甲苯或萘转化为苯二甲酸酐(例如参见EP-A 522 871)或相应酸；以及将丁二烯转化为马来酸酐(例如参见DE-A 21 06 796和DE-A 16 24 921)；将正丁烷转化为马来酸酐(例如参见GB-A 14 64 198和GB 12 91 354)；将1，2-二氢化茚例如转化为蒽醌(例如参见DE-A 20 25 430)；将乙烯转化为氧化乙烯或将丙烯转化为氧化丙烯(例如参见DE-B 12 54 137、DE-A 21 59 346、EP-A 372 972、WO 89/0710、DE-A 43 11 608和Beyer，Lehrbuch derorganischen Chemie，第17版(1973)，Hirzel Verlag，Stuttgart，第261页)；将丙烯和/或丙烯醛转化为丙烯腈(例如参见DE-A 23 51 151)；将异丁烯和/或甲基丙烯醛转化为甲基丙烯腈(即，在此文献中的术语部分氧化还包括部分氨氧化，即，在氨存在下的部分氧化)；对烃进行氧化脱氢(例如参见DE-A 23 51 151)；将丙烷转化为丙烯腈或转化为丙烯醛和/或丙烯酸(例如参见DE-A 10 13 1297、EP-A 1090 684、EP-A 608 838、DE-A 10 04 6672、EP-A 529 853、WO 01/96270和DE-A 10 02 8582)；将异丁烷转化为甲基丙烯醛和/或甲基丙烯酸；以及使乙烷反应以生成乙酸；使乙烯反应以生成氧化乙烯；使苯反应以生成苯酚；以及使1-丁烯或2-丁烯反应以生成相应的丁二醇，等等。 所用催化剂通常呈固态。 特别通常地，所用催化剂为氧化物催化剂或贵金属(例如Ag)。除氧之外，催化活性氧化物组合物可包含仅一种其它元素或超过一种其它元素(多元素氧化物组合物)。特别通常地，所用催化活性氧化物组合物为包含超过一种金属元素，尤其是超过一种过渡金属的那些催化活性氧化物组合物。在该情况下，参见多金属氧化物组合物。通常，多元素氧化物组合物并非所述元素组分的氧化物的简单物理混合物，而是这些元素的复合多元化合物的非均匀混合物。 通常在高温(一般为几百摄氏度，通常为100-600℃)下进行非均相催化气相部分氧化，尤其为上述那些。 因为大多数非均相催化气相部分氧化在进行时高度放热，所以由于除热，通常在流化床中或在等温固定床反应器中适当地进行所述反应，其中将所述反应安置在反应室中，为了间接热交换，使热交换介质通过该反应室周围(例如，催化剂床可作为固定床安置在管束式反应器的催化剂管中，在该管束式反应器周围输送盐熔体以除热)。 然而，原则上还可在安置于绝热反应器中的催化剂床中进行非均相催化气相部分氧化。 已知非均相催化气相部分氧化中的工作压力(绝对压力)可低于1巴、为1巴或高于1巴。一般而言，其为1-10巴，通常为1-3巴。 在反应气体混合物在其所通过的催化剂装料中的停留时间期间，进行目标转化。 由于有机化合物与分子氧的通常非均相催化气相部分氧化的通常显著放热特征，通常用气体稀释所述反应配对物，所述气体在气相中的催化部分氧化条件下基本呈惰性且能够以其热容量吸收释放的反应热。 最经常使用的惰性稀释气体之一为分子氮，当用于非均相催化气相部分氧化的氧气源为空气时，自然而然地使用分子氮。 在许多情况下所用的另一种惰性稀释气体为蒸汽，这是由于其普遍易得。另外有利的是，氮气和蒸汽两者均为不可燃的惰性稀释气体。 在许多情况下，还使用循环气体作为惰性稀释气体(例如参见EP-A 1180508)。循环气体是指在单一段或多段后仍存留的残留气体(与单一段非均相催化气相部分氧化不同的是，在有机化合物的多段非均相催化气相部分氧化中，气相部分氧化不是在一个、而是在至少两个串联连接的反应器(其可在常用外套中无缝地并入另一个中)中进行，在该种情况下可在相继的反应器之间补充氧化剂；特别是在部分氧化以相继步骤进行时使用多段；在这些情况下，通常合适的是，在独立反应段中使催化剂和其它反应条件对特定反应步骤最优化，并在专用反应器中进行该反应步骤；然而，若由于除热原因或其它原因(例如参见DE-A 19902562)转化作用遍布在串联连接的多个反应器上，则还可使用多段；通常以两段进行的非均相催化气相部分氧化的实例为丙烯至丙烯酸的部分氧化；在第一反应段中将丙烯氧化成丙烯醛，且在第二反应段中将丙烯醛氧化成丙烯酸；相应地，甲基丙烯酸的制备通常由异丁烯起始以两段进行；然而，当使用合适的催化剂装料时，上述部分氧化均还可以至少一种有机化合物的单一段(两个步骤在一个反应器中)非均相催化气相部分氧化进行，其中由产物气体混合物或多或少地选择性移除(例如通过吸收入合适溶剂中)目标产物。一般而言，其主要由用于部分氧化的惰性稀释气体、以及在部分氧化中通常为副产物或作为稀释气体添加的蒸汽和通过不希望的完全氧化所形成的碳氧化物组成。在某些情况下，其还含有在部分氧化中并未消耗的少量氧气(残留氧气)和/或未转化的有机起始化合物。 作为副产物形成的蒸汽在大多数情况下保证部分氧化在反应气体混合物体积不发生显著变化的情况下进行。 如上所述，在大多数有机化合物的非均相催化气相部分氧化中所用的惰性稀释气体由≥90体积％，通常≥95体积％的N2、H2O和/或CO2组成，且因此基本上由不可燃的惰性稀释气体组成。 所用惰性稀释气体首先有助于吸收反应热，其次通过保持反应气体混合物在爆炸范围以外来保证有机化合物的非均相催化气相部分氧化的安全操作。在不饱和有机化合物的非均相催化气相部分氧化中，通常还可以使用饱和烃类，即可燃气体作为惰性稀释本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在至少一个氧化反应器中长期操作至少一种有机化合物的非均相催化气相部分氧化的方法，其中使包含所述至少一种有机化合物、分子氧和至少一种惰性稀释气体的起始反应气体混合物在高温下通过至少一个催化剂床，该方法包括：基于以Ｌ（ＳＴＰ）／Ｌ.ｈ计的起始反应气体混合物在所述至少一个催化剂床上的相同时空间速度，在催化剂床的操作期间增加气相中的工作压力，以阻碍所述至少一个催化剂床的钝化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M迪特勒，G莱奎，KJ米勒恩格尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]