本发明专利技术涉及一种用于烃类的催化气相氧化的方法，包括：a）提供催化反应装置，该装置在气体进口与气体出口之间具有反应空间，该反应空间被冷却剂冷却，以及b）在气流方向上将含有烃类的反应混合物引导通过该反应空间，其特征在于冷却剂设置为具有在气流方向上增加的温度分布。本发明专利技术还涉及相应的催化反应装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于烃类的催化气相氧化的方法，具体为通过邻二甲苯和/或萘的催化气相氧化来制备邻苯二甲酸酐(PA)的方法，以及用于烃类的催化气相氧化的催化反应装置。在工业催化的领域中，例如烃类的催化气相氧化，除了改进所使用催化剂的活性和选择性之外，防止或减少催化剂失活作为对于所使用催化剂的效率和寿命的改善是最大的挑战之一，借此可以实现所希望产物的收率增加。可提及由邻二甲苯和/或萘制备邻苯二甲酸酐，例如作为在工业规模上进行烃类 催化气相氧化的实例。对于该目的，将适用于该反应的催化剂放置在反应器中，优选为所谓的多管式反应器，其中多个管平行布置，并且邻二甲苯和/或萘与含氧气体例如空气的反应混合物连续通过该反应器。由于这些氧化反应强烈产热，必需冲刷(flush)反应管周边的载热介质，以防止所谓的“热区”(hotspot)并消除已经形成并可以用于例如产生蒸汽的热能。通常而言，盐浴，优选为NaNO2和KNO3的低共熔混合物,被用作载热介质。在现有技术中已提出一些可能的方法以改善烃类催化气相氧化的方法的效率。首先，已知可以通过提供对应于两个或以上的连续催化剂层的催化剂填充床来实现邻苯二甲酸酐的制备方法的效率改善，其中催化剂填充床含有多个催化剂成型体或负载型催化剂。具有数个催化剂层的体系在例如WO 2006/125467或WO 2006/125468中做过说明。然而，该方法具有的缺点在于，在将催化剂层布置在催化装置中后，它们不能再被改变或者仅能以巨大代价进行改变。另一种改善烃类催化气相氧化方法的效率的方式是基于将两种或更多种催化反应器相互组合，这样可以在各个催化反应器中相互独立地对反应参数进行控制。同样不利之处也在于，在催化反应器或催化反应器单元构建之后，不能再对其作出改变，或仅能付出巨大代价来进行改变。此外，在已知的用于烃类的催化气相氧化的方法中，特别是用于从邻二甲苯和/或萘制备邻苯二甲酸酐的方法中，在抑制副产物特别是马来酸酐的形成的同时，期望产物特别是邻苯二甲酸酐的收率仍需要提高。因此本专利技术的目的是发展一种烃类的催化气相氧化方法，其能够克服技术发展水平已知方法的缺点，具有相对更高的期望产物转化率同时还具有高选择性，因此可以实现工业规模转化所需的生产率和收益性。此外，方法应设计成，使得在进行催化气相氧化时该方法中所使用的催化剂体系也可以在没有大量消耗的情况下起作用，从而能够防止、补偿或对抗在催化剂使用期间出现的材料变化。根据本专利技术通过烃类的催化气相氧化方法而实现该目的，该方法包括以下步骤a)提供催化反应装置，其在气体进口和气体出口之间具有被冷却剂冷却的反应室、和催化剂填充床；b)在气流方向上引导含烃反应混合物通过反应室，其中冷却剂具有按气流方向增加的温度分布。根据本专利技术，气流方向可以具体在气体进口与气体出口之间前行。根据本专利技术，反应室被设计成具有一个或多个反应区，反应区也可以在空间上彼此隔开。 在本文使用的术语“反应区”描述了催化反应装置或相关反应室的一个或多个区域或者一个或多个部分，例如以催化剂填充床的形式，其中具有一种或多种催化剂或者一种或多种催化剂组合，含有一个或多个含烃反应混合物被引导通过的催化剂层。反应区优选包括具有催化剂床的区域。术语“催化剂填充床”在此处涉及各个催化剂的多重性，即负载型催化剂或负载型催化剂成型体。术语“催化剂”、“负载型催化剂”、“载体催化剂”等在本文中如在 “Winnacker-Kiichler，，，Chemische Technik, Prozesse und Produkte, volume 1,5thedition, ffiley-VCH, 2004中所定义的进行使用。根据本专利技术的实施方式，第一、第二和至少一个其他反应区存在于催化反应装置的相同部分中，例如在相同反应器或反应室中。然而，对于具体用途，如果第一反应区、第二反应区和至少一个其他反应区位于催化反应装置的不同部分例如分开的反应器例如主次(修整，finishing)反应器或在预反应器和主反应器中，或特别是存在于不同的催化剂床中也是有利的。根据优选实施方式，反应区的长度为催化反应装置的填充床总长的至少1/30，特别是至少1/16，其中填充床填充有一种或多种催化剂。优选地，反应区的长度为催化反应装置中填充有一种或多种催化剂的催化剂床长度的至少1/30，特别是至少1/16。各个反应区可以具有相同的长度或不同长度。在以下具有反应室的数个反应区的本专利技术实施方式中所描述的特征相应地适用于反应室不分隔成反应区的实施方式中。在后者实施方式中，反应室的不同区域对应于其他实施方式的反应区，其中这些区域可以连续地互相合并。在本申请的框架内，反应混合物连续通过的反应区按递增顺序编号，即在通过第一反应区之后反应混合物所通过的反应区被称为第二反应区。在第二反应区之后通过的反应区被称为第三反应区，等等。令人惊讶的是，已发现，在气流方向上增加并在根据本专利技术的方法中使用的冷却剂的温度分布使得非所需副产物即未充分氧化产物(underoxidation product)和过氧化产物保持在相当低的水平。有利于产物的、对于非所需副产物形成的定向抑制引起方法的生产率和收益性的进一步增加。根据本专利技术的烃类催化气相氧化方法的实例首先包括提供催化反应装置的步骤，该催化反应装置基于气流方向连续地具有被冷却剂冷却的第一反应区、被冷却剂冷却的第二反应区和至少一个被冷却剂冷却的其他反应区。通常，也可以仅使用2个上述反应区进行根据本专利技术的方法。根据该实施方式，由此根据本专利技术的方法包括a)提供催化反应装置，该催化反应装置基于气流方向连续地具有被冷却剂冷却的第一反应区、被冷却剂冷却的第二反应区和至少一个被冷却剂冷却的其他反应区；以及b)在气流方向上将含烃反应混合物引导通过催化反应装置，其中冷却剂的温度分布在气流方向上增加。此处使用的术语“催化反应装置”包括任何本领域技术人员已知的装置，其包括一种或多种催化剂或催化剂组合，且催化气相氧化可以在其中进行。催化反应装置可以包括，例如一个或多个反应器，例如预反应器、主反应器和/或次反应器。此外，催化反应装置在催化剂填充床中可以具有例如一种或多种的催化剂床(也称为催化剂层)，其包括一种或多种催化剂或者一种或多种催化剂的组合，其中一种或多种催化剂或者一种或多种催化剂的组合可以相同或者不同。任选地，催化反应装置可以包括本领域技术人员已知的用于供应和/或制备和/或混合反应混合物特别是气态反应混合物的装置。催化反应装置优选为本领域技术人员已知的多管式反应器。此外，可以使用反应器例如在WO 2006/069694中描述的反应器，其公开内容全部引入本申请。该方法可以特别有利地在具有热板的装置中进行，其中主反应器以及任选的用于反应混合物的中间冷却器(intercooler)和/或任选的次反应器布置在相同的装置中。此处，固体催化剂的填充床可·以引入到主反应器中和/或任选的次反应器中的热板之间的中间空间中，其中反应气体混合物引入到填充床上方。可以例如沿着给反应区划界的壁元件的至少一个区域来引导冷却齐U，通常可以以任何本领域技术人员已知的方式进行。术语“催化剂组合”包括不同催化剂的任何组合，特别是负载型催化剂和负载型催化剂成型体。催化剂可以例如在活性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：G梅斯特尔，HJ韦尔克，S克奈斯尔，C博伊姆勒，
申请(专利权)人：南方化学知识产权有限公司，
类型：
国别省市：
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