经过涂层的催化剂载体制造技术

本发明专利技术涉及一种催化剂载体（１），它有一表面（２），在表面上设有与表面连接的涂层（３），其中，涂层（３）具有一定长度（５）的裂缝（４），其中，所述长度具有最小为５００ｍ／ｍ↑［２］（米每平方米）的总裂缝长度，并且涂层（３）具有最小为５００Ｎ／ｍ↑［２］（牛每平方米）的附着抗拉强度。这种催化剂载体用于反应物的催化转换，例如在将丙烯和丙烯醛的部分氧化成丙烯醛或丙烯酸时。本发明专利技术还涉及一种用于制造用于催化剂载体的涂层的方法，一种用于制造具有至少一个双键和氧的有机分子的方法，一种用于制造吸水的聚合物的方法，一种用于制造吸水的卫生用品和化学制品的方法，以及（甲基）丙烯酸在化学制品中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种催化剂载体，它具有一其上设置涂层的表面。这种催化剂载体用于反应物的催化转换，例如在将丙烯和丙烯醛的部分氧化成为丙烯醛或丙烯酸时。本专利技术还涉及一种用于制造催化剂载体的涂层的方法，用于制造具有至少一个双键和氧的有机分子的方法，用于制造吸水的聚合物的方法，用于制造吸水的卫生制品和化学产品的方法，或(甲基)丙烯酸在化学产品中的应用。
技术介绍
在现有技术中已知各种实施形式的用于进行催化的吸热或放热反应的反应器。在大的工业规模下的催化工艺中，反应物通常在布置在反应室中的可流动的催化剂颗粒(散料)上流过。使反应物与有利于转换的催化剂接触。根据这样的事实，即这类反应通常还只在一定的(甚至有时是比较低的)温度范围内才以高的转换率进行，因此，特别重要的是，要在尽可能长的时段内精确地保持此温度。此时，特别感兴趣的是，在放热进行的化学反应中，要保证充分的散热，以避免化学反应不受控制地进行。在放热反应时的不充分的散热，和在吸热反应时不充分的供热一样，将在反应器中导致不均匀的温度分布。由于在催化过程中经常在不同的温度下进行不同的反应，因此，这种不均匀的温度分布可以表现为可选择性的丧失并由此出现与此相关的不希望的副产物。因此，希望实现尽可能均匀的温度分布，在理想情况下是等温的反应过程。这样可以精确地控制反应，并抑制副产物的形成。通常在采用反应器的大的工业规模中，反应过程在零点几个百分点的范围的效率提高都会带来明显的经济上的优点。因此，在上面所述的反应器中，已知还采用金属板制成的冷却间壁，其中，为了冷却，在金属制成的间壁中布置有形式为通道的空腔或中间空间，以接纳并引导冷却剂通过。催化剂颗粒布置在两个这种间壁之间，在这种反应器中，已经证实，由于距离冷却表面的大距离或差的向所述表面的导热，松散地位于反应室中的催化剂颗粒不能充分地被冷却。特别是在在确定的分区域中已经产生非所希望的不均匀温度分布的反应室中，常常出现温度下降。由DE10108380已知一种具有热交换器的用于进行催化化学反应的反应器，它具有彼此由导热板隔开的反应室和传热室。这里催化剂以薄层的形式施加在导热板的朝向反应室的表面的至少一部分上。与传统的、装备有单独的催化剂颗粒的反应器相比，在该处描述的反应器具有小得多的用于热交换的表面，所述表面能使流过的气流能与反应物开始催化反应。此外，在此文献中所述的反应器有这样的缺点，即催化剂施加在导热板的内侧上。这在将催化剂用于由丙烯制造丙烯酸时特别不利，这是因为，不可避免地在此反应器中产生的碳沉积难于从导热板的内表面上去掉，而且，在经过长的运行时间以后，此沉积会堵塞导热板内部的流动通道。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除由现有技术已知的技术问题。尤其是，本专利技术的目的是提供一种催化剂载体，它持久地保证以高产出率将丙烯和丙烯醛部分氧化成丙烯醛或丙烯酸。此外，按照另一目的，提供一种用于制造这种催化剂载体的方法，所述方法可以特别简单而经济地实现，并得到有利的具有催化剂的催化剂载体，尽管有尽可能大的表面，但所述催化剂也可良好地附着在载体上。还有，本专利技术的目的是，提供一种反应器，其特征在于，少的维护工作和均匀的温度分布。此外，按照另一目的，应保证反应初始材料与催化剂强烈接触，以由此提高生产能力和/或选择性。此外，本专利技术的一个目的是，提供一经济的、以高的转换率和选择性工作的、用于制造有至少一个双键的有机分子的方法，由所述分子可以不用过多的处理费用就可制出吸水的聚合物，所述聚合物可加入卫生制品。此外，本专利技术的目的是，提供一种催化剂载体和一种方法，所述载体和方法允许链烯烃在这样的条件下发生气相氧化，所述条件尽可能接近在相应的气相氧化时出现的所谓爆炸点进行。此外，本专利技术的目的是，提供一种高效的催化剂系统，它与传统的装有粉末催化剂的管式反应器相比，有较少的由更换催化剂带来的反应器停止时间。所述目的通过各自的分类的主要独立权利要求和次要独立权利要求来实现。其它有利的实施形式在各自的从属权利要求中描述，所述从属权利要求可以按彼此的任意组合形成其它有利的实施形式。按照本专利技术的催化剂载体有一表面，在该表面上设置与表面连接的涂层，其中涂层有一有一长度的裂缝，其中所述长度具有至少为500m/m2(米每平方米)的总裂缝长度，其中涂层有至少为500N/m2(牛顿每平方米)的附着抗拉强度。按照另一种实施形式，催化剂载体设计成具有第一热膨胀系数，而涂层具有第二热膨胀系数。这两个热膨胀系数在温度范围为20℃至650℃时至少有10％的偏差。尤其是，偏差在15％至95％的范围内，优选在15％至50％的范围内，也优选在15％至35％的范围内，特别优选在15％至25％的范围内。此时，应当指出，这两个部件(催化剂载体、涂层)哪个有较小的膨胀系数，在原则上并不重要，但是，涂层优选具有较小的热膨胀系数。对此，首先要指出，催化剂载体的表面不必完全地设有涂层，但是，至少限定反应室的表面或(与环境接触的)外表面的一部分要设有这种涂层是有利的。不过原则上只可能对点、条或类似的部分区域(例如至少50％或至少70％)设置涂层。但具有完全涂层的外表面的实施形式是优选的。对于热膨胀系数要强调的是，此处指的特别是线膨胀系数。线膨胀系数α是从相对长度变化Δl/l1与温度ΔT得到的商；其总Δl是考虑物体在温度改变之前的初始长度(l1)与物体在温度改变之后的最终长度(l2)的长度变化，而ΔT是温度变化(由测量物体的最终长度时的温度与物体在温度改变前的初始长度时的温度得到的差)。这一关系可用公式表示如下α=Δll1·ΔT;]]>=1K]]>为了考虑可能存在的材料不均匀性等，现在要由此出发，即在此处给出的热膨胀系数对于催化剂载体或涂层而言分别是平均值。但是，为了在更大的范围内对此予以考虑，热膨胀系数不仅可以涉及长度变化，也可以在必要时也可涉及面积变化(面积的二维考虑)，或者在一些情况下甚至涉及体积变化。特别是对于由多个部件构成的催化剂载体，还应当指出，其膨胀系数特别是涉及形成其上设置涂层的表面的部件或构件。应当指出，两个热膨胀系数至少在温度范围为20℃至650℃时具有前面给出的偏差。最好是，在整个温度范围内有这种偏差，至少在200～500℃的范围内存在所述偏差。膨胀系数要如此确定，即在一相应的温度下，在加热台上，在显微镜下面，根据试验体的角和边上的尽可能远地彼此隔开的点，测量这些点之间的距离。为了保持统计上的波动尽可能地小，测量10次或更多证明是合适的。此时，希望偏差量在整个温度范围内基本上是恒定的(例如在5％特别是2％的公差范围内)，不过，这不是绝对必要的。当加热催化剂载体时，不同的热膨胀系数造成，在涂层中或在催化剂载体和涂层之间的边界层中产生应力。这里，催化剂载体最好有较大的热膨胀系数，也就是说，它在温度升高时有较大的膨胀倾向。这种比涂层大的倾向导致拉伸应力传入涂层中。由此，下面假设，粘附力，即涂层在催化剂载体的表面上的附着(力)足够大，从而在以后的使用时的环境条件下，能永久地防止涂层从催化剂载体上脱落。在此情况下，拉伸应力传入涂层的内部区域。如同已经参考现有技术所述的那样，在涂层形成封闭的表本文档来自技高网...

【技术保护点】
催化剂载体（１），它具有一表面（２），在所述表面上设置有与该表面连接的涂层（３），其中，催化剂载体（１）是导热板，并且所述涂层施加在导热板的外侧上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T巴尔杜夫，A朗格德奥利韦拉，W布克哈特，G施托尼奥，
申请(专利权)人：施拖克豪森有限公司，底古萨股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[]