[发明专利]用于部分氧化烃的催化剂和方法

说明书

本发明涉及一种用于在气相中部分氧化烃，尤其用于将烷基芳烃部分氧化成芳族醇、醛、羧酸和/或羧酸酐的催化剂，以及一种使用该催化剂的方法。

与完全氧化成碳氧化物CO和CO₂相比，烃的部分氧化应理解为意指烃氧化成不饱和化合物和/或含氧化合物。具有工业重要性的实例(例如)涉及将丁烷部分氧化成马来酸酐，将丙烷或丙烯部分氧化成丙烯醛或丙烯酸，或将烷基芳烃部分氧化成芳族羧酸和/或羧酸酐如邻苯二甲酸酐。在催化气相氧化中，使含氧气体(例如空气)与待氧化的烃的混合物在升高的温度下通过催化剂床。

该部分氧化可通过组合的并行及相继步骤机理而进行。使反应物在催化剂表面经由中间体氧化产物连续氧化成最终产物。在每一步中，中间体氧化产物可进一步氧化或自催化活性表面解吸。完全氧化以竞争的平行反应直接从反应物或从选择性路径的中间体开始而进行。由烃至有价值产物的选择性氧化形成许多额外反应产物。这些基本上可分成两小组。一组具有比有价值产物更低的C/O原子数之比。可将这些欠氧化产物转化成目标产物。第二组包括过度氧化的产物和碳氧化物CO与CO₂(通常组合为CO_x)。

即使很小地提高工业制备方法的收率，也会产生显著的经济优势。希望提供能以高选择性获得所需有价值产物和/或其欠氧化产物的催化剂。可通过已知方法将欠氧化产物进一步氧化成所需的有价值产物。

DE 198 51 786描述了一种多金属氧化物，其包含氧化银和氧化钒。发现由此制备的催化剂可用于芳烃的部分氧化。

EP-A 756 894描述多金属氧化物材料，其包含活性相和助催化剂相。各相彼此相对地以细碎活性相和助催化剂相的混合物形式存在。活性相包含钼、钒和至少一种元素钨、铌、钽、铬和铈；助催化剂相包含铜和至少一种元素钼、钨、钒、铌和钽。所述多金属氧化物材料例如用作将丙烯醛氧化成丙烯酸的催化剂。

NL 720 99 21公开了一种通过在催化剂存在下在气相中氧化甲苯而连续制备苯甲醛的方法，所述催化剂包含钼和至少一种选自镍、钴、锑、铋、钒、磷、钐、钽、锡和铬的其他元素M，其中M/Mo原子比小于1∶1。

EP-A 0 459 729描述了一种用于制备取代的苯甲醛的催化剂，其催化活性材料由式V_aMo_bX_cY_dO_e的氧化物组成，其中X为Na、K、Rb、Cs或Th，且Y为Nb、Ta、P、Sb、Bi、Te、Sn、Pb、B、Cu或Ag。

E.Wenda和A.在J.Thermal Analysis and Calorimetry，第92卷(2008)3，931-937和Polish J.Chem.，82，1705-1709(2008)中研究了V₂O₅-MoO₃-Ag₂O体系的相图。该作者描述了三元相AgVMoO₆的存在。

C.R.Acad.Sc.Paris，t.264(1967)，Series C，1477-1480和Bull.Soc.fr.Minéral.Cristallogr.(1968)，91，325-331描述了组合物Ag_xV_xMo_1-xO₃(其中0.44≤x≤0.50)的结晶相。

本发明的目的是发现作为用于将烃部分氧化，尤其是用于将烷基芳烃部分氧化成芳族醇、醛、羧酸和/或羧酸酐的催化剂的新颖多金属氧化物，其能以高选择性获得所需有价值产物。

该目的通过一种用于在气相中使烃部分氧化的催化剂而实现，所述催化剂包含基本上由通式(I)化合物构成的多金属氧化物：

Ag_aMo_bV_cM_dO_e·fH₂O  (I)

其中

M为至少一种选自如下组的元素：Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、B、Al、Ga、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、Bi、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Au、Zn、Cd、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、U，

a为0.5-1.5的值，