[发明专利]生产含有氧化形式的铁元素的多元素氧化物材料的方法

说明书

一种制备包含氧化形式的铁元素和至少一种除氧之外的元素组分的多元素氧化物组合物的方法，其中使用多元素氧化物组合物的元素组分源来获得包含元素组分的干燥混合物作为前驱体组合物，并且在高温下热处理该前驱体组合物本身或成型为成型体的前驱体组合物，所用铁元素组分源为硝酸铁水溶液。 

包含氧化形式的铁元素和至少一种除氧之外的元素组分的多元素氧化物组合物是已知的(参见例如US 2005/0131253A1、US-A 3,825,600、EP-A 1080781和DE-A 102005035978)。它们的用途之一为作为能够催化各种不同有机起始化合物的多相催化气相部分氧化(例如丙烯至丙烯醛、异丁烯至异丁烯醛、正丁烷至马来酐、丙烯至丙烯腈或异丁烯至甲基丙烯腈)的催化剂的活性组合物。 

用分子氧完全氧化有机化合物在这里理解为指的是有机化合物在分子氧的反应性作用下转化使得存在于有机化合物中的所有碳转化为碳的氧化物及存在于有机化合物中的所有氢转化为氢的氧化物。有机化合物在分子氧的反应性作用下的所有不同的反应在这里概括为有机化合物的部分氧化。 

具体而言，部分氧化在这里应指的是有机化合物在分子氧的反应性作用下被部分氧化，反应结束后比进行部分氧化前多包含至少一个化学键合形式的氧原子的那些反应(该文献中的术语“部分氧化”还应包括部分氨氧化，即在氨的存在下部分氧化)。 

在多相催化部分气相氧化中，催化剂床具有致使所需气相部分氧化比完全氧化优先进行的任务。当反应气体混合物在其中反应气体混合物的停留时间内流过催化剂床时进行化学反应。 

通常，反应气体混合物中的反应物通过基本上表现为惰性且其组分在多相催化气相部分氧化的条件下保持化学不变的稀释气体稀释，每种组分 单独采用大于95mol％，优选大于99mol％。 

除了氧和铁，催化活性氧化物组合物可以包含仅一种其它元素或多于一种其它元素(多元素氧化物组合物)。所用催化活性氧化物组合物尤其经常为除了铁还包含至少一种其它金属元素，尤其是过渡金属元素的那些。在这种情况下，参考多金属氧化物组合物。通常，多元素氧化物组合物(尤其是多金属氧化物组合物)不是这些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氧化合物的多相和/或均相混合物。 

制备多元素氧化物组合物的方式通常为：使用其合适的元素组分源来获得(优选非常均匀的且适当从应用角度考虑为细碎的)具有对应它们的化学计量的组成的干燥混合物，并且在高温(通常为150-650℃)下热处理该混合物本身或成型为成型体的混合物。 

所需多元素氧化物组合物的有用的元素组分源原则上包括其已经是氧化物的那些化合物或者其通过加热(热处理)可以转化成氧化物(至少在气体分子氧的存在下)的那些化合物。然而，氧源也可以是部分前驱体混合物，例如以过氧化物形式。 

除了氧化物，有用的元素组分源(起始化合物)包括特别是卤化物、硝酸盐、甲酸盐、草酸盐、柠檬酸盐、乙酸盐、碳酸盐、胺配合物、铵盐和/或氢氧化物。像上述组分一样，粉碎和/或可以在热处理过程中分解为基本上以气体形式逃逸的化合物的化合物如NH₄OH、(NH₄)₂CO₃、NH₄NO₃、NH₄CHO₂、CH₃COOH、NH₄CH₃CO₂和/或草酸铵可以额外掺入该前驱体混合物中。 

干燥前驱体混合物(干燥前驱体组合物)可以额外包含加入的细碎增强助剂如玻璃微纤维、石棉、碳化硅和/或钛酸钾。也可以加入成型助剂，例如氮化硼、石墨、炭黑、聚乙二醇、硬脂酸、淀粉、聚丙烯酸、矿物油或植物油、水、三氟化硼、甘油和纤维素醚(参见例如DE 102005037678.9)。 

为制备干燥前驱体组合物，优选均匀混合起始化合物(源)，适当从应用的角度来说，以湿的形式混合。通常，起始化合物至少部分地以水溶液和/或悬浮液形式彼此混合。然而，有用的溶剂和/或悬浮介质也包括除水之外的液体，例如甲醇、乙醇、异丁醇、苯、二乙醚和其它有机溶剂。 

随后，湿制剂通过干燥和如果合适随后粉碎转化成干燥混合物，通过热处理其本身或成型之后的成型体而获得多元素氧化物活性组合物。