[发明专利]在低过压下催化生产甲酸和再生该过程中所用催化剂的方法

说明书

本发明涉及催化生产甲酸和再生该过程所用催化剂的方法。其中用作催化剂的具有通式[PMo_xV_yO₄₀]^n‑的氧钒根离子、钒酸根离子或多金属氧酸盐离子在高于70℃且低于160℃的温度下，在容器(10)内在液体溶液(12)中与用作底物的α‑羟基醛、α‑羟基羧酸、碳水化合物、糖苷或聚合物相接触，所述α‑羟基醛、α‑羟基羧酸、碳水化合物、糖苷或聚合物含有碳链并具有至少一个作为取代基重复键合到碳链上的OH基团，和/或在碳链中具有重复存在的O、N或S原子，其中6≤x≤11，1≤y≤6，3n10且x+y＝12，其中n、x和y各自是整数。在这个过程中被还原的催化剂通过氧化回复到其原始状态。为此目的，使溶液(12)在至少2巴且至多16巴的压力下通过混合装置或经由液体不可渗透的、气体可渗透的膜与包含至少18％体积分数的氧气的气体(18)接触。由此在反应中产生的中CO和CO₂和合并的气体(18)以一定量被去除以使所述气体(18)中CO和CO₂的总体积分数不超过80％。

技术领域

本发明涉及催化生产甲酸和再生所用催化剂的方法。

背景技术

从EP 2 473 467 B1中已知这种方法。它涉及在低于120℃的温度下使具有通式[PMo_xV_yO₄₀]^5-的多金属氧酸盐离子催化剂在液体溶液中与α-羟基醛、α-羟基羧酸、碳水化合物或糖苷接触，其中6x11，1y6且x+y＝12，其中x和y均为整数。还原的催化剂通过氧化回复到其原始状态。

根据DE 10 2011 077 232 A1及其相应的EP 2 473 467 B1，接触在1至500巴，更具体是50至75巴的氧分压下进行是有利的。氧分压越高，该方法中被还原的催化剂的氧化越快。用于有效实施EP 2 473 467 B1中已知方法的反应容器必须能够承受相当大的压力。为了使这种反应容器安全，它必须具有相对厚的壁，并且反应容器内的材料之间的连接必须满足严格的安全性要求。由于反应期间催化剂的有效氧化所需的相对高的压力，在实施该方法期间的安全性保证也是复杂的。因此，实施EP 2 473 467 B1中已知的方法是相对昂贵的。

DE 10 2014 212 995 A1公开了一种催化生产羧酸的方法，其中所用的催化剂是H_3+y[PMo_xV_yO₄₀]形式的多金属氧酸盐，并在液体溶液中与碳质固体燃料接触，其中6y13，1x6且x+y＝12，其中x和y均为整数。在这种情况下，催化剂可以用氧分压在0.1巴和100巴之间的含氧气体混合物再生。该方法中的温度可低于150℃。使用该方法，可以生产甲酸或乙酸。在生产甲酸过程中释放的气体从该过程中除去。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种有效且廉价的催化生产甲酸和再生所用催化剂的方法。

该目的通过权利要求1的特征实现。根据权利要求2至18的特征，有用的实施方式是显而易见的。