[发明专利]用于将邻二甲苯和/或萘氧化成邻苯二甲酸酐的多区催化剂体系

说明书

本发明涉及一种将邻二甲苯和/或萘氧化成邻苯二甲酸酐(PA)的催化剂体系，包括至少4个依次排列于反应管中且填充有不同化学组成的催化剂的催化剂区，其中催化剂的活性材料包含钒和二氧化钛且朝向反应器出口的最后催化剂区中催化剂的活性材料具有的锑含量(以三氧化锑计算)为0.7‑3.0重量％。本发明进一步涉及一种气相氧化方法，其中使包含至少一种烃和分子氧的气流通过包含至少4个依次排列于反应管中且填充有不同化学组成的催化剂的催化剂区的催化剂体系，其中催化剂的活性材料包含钒和二氧化钛且朝向反应器出口的最后催化剂区中催化剂的活性材料具有的锑含量(以三氧化锑计算)为0.7‑3.0重量％。

本发明涉及一种将邻二甲苯和/或萘氧化成邻苯二甲酸酐(PA)的催化剂体系，包括至少4个依次排列于反应管中且填充有不同化学组成的催化剂的催化剂区，其中催化剂的活性材料包含钒和二氧化钛且朝向反应器出口的最后催化剂区中催化剂的活性材料具有的锑含量(以三氧化锑计算)为0.7-3.0重量％。本发明进一步涉及一种气相氧化方法，其中使包含至少一种烃和分子氧的气流通过包含至少4个依次排列于反应管中且填充有不同化学组成的催化剂的催化剂区的催化剂体系，其中催化剂的活性材料包含钒和二氧化钛且朝向反应器出口的最后催化剂区中催化剂的活性材料具有的锑含量(以三氧化锑计算)为0.7-3.0重量％。

许多羧酸和/或羧酸酐在工业上通过烃如苯、二甲苯类、萘、甲苯或杜烯在固定床反应器中的催化气相氧化制备。以此方式例如可以得到苯甲酸、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸酐、对苯二甲酸酐或1,2,4,5-苯四酸酐。通常使含氧气体和待氧化原料的混合物通过含有催化剂床的反应器管。为了调节温度，这些管被载热介质，例如盐熔体包围。

已经发现对于这些氧化反应有用的催化剂是称为涂敷催化剂的那些，其中催化活性材料以壳形式施用于惰性载体材料如滑石上。这些催化剂通常具有已经以具有基本均匀化学组成的壳形式施用的活性材料层。此外，还可以将两种或更多种不同活性材料依次施用于载体上。在这种情况下，参考双壳或多壳催化剂(例如参见DE 19839001 A1)。

这些涂敷催化剂的催化活性材料中所用催化活性成分通常是二氧化钛和五氧化二钒。此外，少量作为促进剂影响该催化剂的活性和选择性的多种其他氧化化合物可以存在于催化活性材料中，包括铯氧化物、磷氧化物和锑氧化物。

邻二甲苯或/和萘催化气相氧化以生产邻苯二甲酸酐(PA)在化学工业中大规模进行。当确定了具体的V₂O₅/Sb₂O₃比且三氧化锑具有限定的中值粒度时，根据EP 1636161可以得到具有特别高PA产率的催化剂。此时，锑氧化物的存在导致PA选择性提高，其原因被认为是钒中心的分离。催化剂的活性材料中所用锑氧化物可以包含不同的锑(III)、锑(IV)和/或锑(V)化合物；通常使用三氧化锑或五氧化二锑。EP 522871描述了使用五氧化二锑；US2009/306409和EP 1636161公开了使用三氧化锑。

与四氧化二锑和五氧化二锑相比，三氧化锑具有在二氧化钛上铺展更好的性能，因而实现在催化剂上显著更好的分布。所用三氧化锑通常为单相方锑矿(参考Schubert，U.-A.等，Topics in Catalysis，2001，第15(2-4)卷，第195-200页)。除了立方晶系方锑矿外，还有正交多晶型的三氧化锑，称为锑华(Golunski，S.E.等，Appl.Catal.，1989，第48卷，第123-135页)。