CN102596385B - 制备用于生产邻苯二甲酸酐的催化剂布置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过气相催化氧化邻二甲苯和/或萘制备邻苯二甲酸酐的方法，其中该方法是通过采用如下催化剂布置进行，所述催化剂布置具有在气体入口侧的第一催化剂层和沿气体通过流方向在第一催化剂层下游的催化活性不同的至少一个第二催化剂层。该方法的特征在于进行气相氧化时，第一催化剂层中形成的最高温度低于第二催化剂层中的最高温度。本发明还涉及生产根据本发明的催化剂布置的方法，以及根据本发明的催化剂布置本身。

Description

制备用于生产邻苯二甲酸酐的催化剂布置的方法
技术领域
本发明涉及通过气相催化氧化邻二甲苯和/或萘而生产邻苯二甲酸酐的方法，其中该方法采用如下催化剂布置进行，所述催化剂布置具有位于气体入口侧的第一催化剂层和沿气流方向位于第一催化剂层之后的具有不同催化活性的至少一个第二催化剂层，该方法的特征在于当进行气相氧化时，在第一催化剂层中形成的最高温度低于第二催化剂层。本发明还涉及生产根据本发明的催化剂布置的方法，以及根据本发明的催化剂布置本身。
背景技术
邻苯二甲酸酐的工业规模生产是通过气相催化氧化邻二甲苯和/或萘而实现。为此目的，将适合于该反应的催化剂置于反应器、优选其中多个管平行排列所谓的多管固定床反应器中，并且使一种或多种烃与含氧气体、如空气的混合物自上至下从中通过。由于这些氧化反应大量产生热量，需要冲洗反应管周围的载热介质，以防止所谓的热点并且从而除去已经形成的热量。可以用该能量生产蒸汽。一般来说，用盐熔体、在此优选NaNO2与KNO3的低共熔混合物作为载热介质。
目前，使用多层催化剂床将邻二甲苯和/或萘氧化成为邻苯二甲酸酐。其目的是调节单个催化剂层的活性以适应沿反应轴的反应过程。因此，可以实现有用产物PSA的高产率且同时使不想要的中间产物、如马来酸酐和/或苯酞的产率尽可能低。通常第一催化剂层（=最接近反应器入口的催化剂层）的活性最低，因为在接近反应器入口的区域中引出物浓度最高且因此反应速率最高。化学转化期间释放的热量将反应气体加热，直到反应产生的能量与排放到冷却液的能量完全相当。反应管中这个最热的点被称为“热点”。第一催化剂层中的活性过高会导致热点的温度不可控地增加，其通常会导致选择性降低或者甚至导致“失控”。
在设计单个催化剂层的活性中必须牢记的另外的重要方面是第一催化剂层中的热点位置。当催化剂活性随着操作时间增加而降低时，热点位置不断向反应器出口方向移动。这甚至可以使得热点从第一催化剂层移入第二催化剂层或者甚至移入更后面的层。由于PSA产率随之大幅降低，在这样的情况下需要频繁更换催化剂，这导致高的产量损失。
EP1084115B1描述了用于将邻二甲苯和/或萘氧化成为邻苯二甲酸酐的多层催化剂布置，其中从反应器入口侧至反应器出口侧各催化剂层的活性不断增加。这是通过增加活性材料、结合降低催化剂的碱金属含量，使得正在催化剂入口处的催化剂层具有最低的活性材料含量和最高的碱金属含量而实现。
DE10323818A1描述了用于将邻二甲苯和/或萘氧化成为邻苯二甲酸酐的多层催化剂布置，其由至少三个连续的催化剂层构成，其中从反应器入口侧至反应器出口侧各催化剂层的活性不断增加。这是通过使用具有不同BET表面积的TiO2，使得在反应器入口处的催化剂层中所用的TiO2的BET表面积比其后的催化剂层中的小并且在最后的催化剂层（反应器出口）中为最大而实现。
DE10323461A1描述了用于将邻二甲苯和/或萘氧化成为邻苯二甲酸酐的多层催化剂布置，其中从反应器入口侧至反应器出口侧各催化剂层的活性增加，其中第一催化剂层中的V2O5与Sb2O3的比例为3.5:1至5:1。
DE10323817A1描述了用于将邻二甲苯和/或萘氧化成为邻苯二甲酸酐的多层催化剂布置，其由至少三个连续的催化剂层构成，其中从反应器入口侧至反应器出口侧各催化剂层的活性不断增加，其中最接近反应器出口的最后一层含有多于10重量%的V2O5并且是具有磷的唯一一层。
根据本发明，所述催化剂或多层催化剂系统的缺点表明，尽管使用了这些结构化催化剂，催化剂寿命还是不能令人满意，尤其是热点沿气流方向的移动增强。活性最高的催化剂层中的热点位置更靠近气体出口侧还限制了精细调节催化剂的选择性以减少不想要的副产品的可能性。
因此，不断需要改善用于生产邻苯二甲酸酐或者可以通过烃的部分氧化而获得的其它产品的多层催化剂布置。
发明内容
因此，本发明的目的是提供催化剂布置，尤其是用于通过气相氧化邻二甲苯和/或萘而生产邻苯二甲酸酐的催化剂布置，其避免了现有技术的缺点，并且尤其是使热点的有利定位和催化剂布置中含有的催化剂寿命更长成为可能。这与产品产率增加相关。
该目的是通过生产/优化用于烃气相氧化的催化剂布置的方法而实现，所述催化剂布置包括长度为L1的第一催化剂层和长度为L2的至少一个第二催化剂层的布置，对于烃气相氧化各自具有不同的催化活性，其中将所述第一催化剂层布置在反应气体的气体入口侧，且将所述至少一个第二催化剂层布置在沿气流方向第一催化剂层之后，其特征在于该催化剂布置在烃气相氧化期间的温度分布为从第一催化剂层到第二层升高。
该目的还可以通过用于烃气相氧化的催化剂布置而实现，该催化剂布置包括长度为L1的第一催化剂层K1和长度为L2的至少一个第二催化剂层K2，对于烃气相氧化各自具有不同的催化活性，其中所述第一催化剂层K1与所述至少一个第二催化剂层K2一起形成总长度为L1+L2的催化剂层K，且其中所述第一催化剂层K1被布置在反应气体的气体入口侧，所述第二催化剂层K2被布置在沿气流方向第一催化剂层K1之后，其特征在于该催化剂布置在烃气相氧化期间的温度分布为从第一催化剂层到第二层升高。
本发明的另一个主题是通过气相催化氧化邻二甲苯和/或萘生产邻苯二甲酸酐的方法，其中该方法通过采用如下催化剂布置而实现，所述催化剂布置具有位于气体入口侧的第一催化剂层和沿气流方向位于第一催化剂层之后的催化活性不同的至少一个第二催化剂层，其特征在于进行气相氧化时，第一催化剂层中形成的最高温度（热点温度）比第二催化剂层中低。在从属权利要求中可以找到本发明的优选实施方式。
根据本发明，优选以催化活性高于第二催化剂层的催化剂层作为第一催化剂层。优选地，温度分布为：使得在烃气相氧化期间，第一催化剂层中的最高温度比第二催化剂层中低10至100℃、更优选20至90℃、最优选30至70℃。
根据一个实施方式，优选沿气流方向在第二催化剂层之后布置第三催化剂层，其中，催化活性从第二催化剂层到第三催化剂层增加。温度分布优选为从第二催化剂层到第三层降低。具体地，温度分布为：使得在烃气相氧化期间，第三催化剂层中的最高温度比第二催化剂层中低10至100℃、更优选20至90℃、最优选30至70℃。
根据本发明的另一实施方式，优选沿气流方向在第三催化剂层之后布置第四催化剂层，其中，催化活性从第三催化剂层到第四催化剂层增加。温度分布优选为从第二催化剂层到第四（且也到第三）层降低。具体地，温度分布为：使得在烃气相氧化期间，第四催化剂层中的最高温度比第二催化剂层中低10至100℃、更优选20至90℃、最优选30至70℃，比第三催化剂层中低1至50℃、更优选5至25℃、最优选5至10℃。
此外，沿气流方向可以在后面布置另外的催化剂层，其中其催化活性优选进一步增加。此外，优选烃气相氧化期间的最高温度也比第二催化剂层中低。最高温度还可以从最高温度最高的第二层开始总体上逐层降低。
根据本发明，令人惊奇地发现，从根据现有技术的具有至少一个、优选两个或更多个催化剂层的催化剂布置出发，当将置于气体入口侧的第一催化剂层的一部分用活性高于根据现有技术的初始配置的第一催化剂层活性的上游催化剂层代替时，有利于最高温度的定位和稳定。在该方法中，初始配置的第一催化剂层的其余部分成为根据本发明的催化剂布置的第二催化剂层。由于正位于反应器入口处的上游催化剂层的活性比之后的第二催化剂层（与初始配置中的第一催化剂层相对应）的活性高，在反应器入口处的相对短区域中反应速率明显增加，在所述区域中，由于温度低，通常出现低反应速率和由此产生的低化学转化率。在根据本发明的催化剂布置中，其结果是，与根据现有技术的没有上游第一催化剂层相比，最高温度（热点）的定位更早更接近反应器入口。如上所述，这对于长寿命（使用寿命）是有利的，并且也使得可以更精细调节在上述热点之后位于气体出口侧的催化剂部分的催化剂选择性。因此，也可以提高产率和选择性。
在本发明含意中，更常提及上游或之后的催化剂层，其中此处催化剂层的布置总是指催化剂布置中的气流方向。因此，之后的催化剂层指沿气流方向位于在前的催化剂层之后。
上游催化剂层的长度和上游催化剂层的活性主要取决于在气相氧化的烃转化期间热点、即最高温度的位置。因此，可以在适用于所需目的的初始催化剂布置中确定热点。初始配置中热点的位置表示为第一催化剂层中的热点离催化剂床起始处（在反应器的气体入口侧）的距离，可以被称为AHS，并且在许多现有技术的催化剂布置中，其为60至120cm、尤其是70至100cm。根据本发明，现在优选代替初始配置的第一催化剂层的一部分，其中被代替的催化剂层的长度短于对于初始配置确定的距离AHS（从在气体入口侧的催化剂层的起始处至热点测量）。因此，在根据本发明的催化剂布置中应当避免热点位于活性更高的上游催化剂层。根据本发明，热点、即最高温度相应地优选位于根据本发明的催化剂布置的第二催化剂层中。令人惊奇地，发现通过使用上游活性更高的催化剂层，可以实现距离AHS的减小，即与初始配置中相比，热点更接近气体入口侧。在此已经提到了相关的寿命和催化剂性能的改善。
根据本发明的一个实施方式，优选第一催化剂层的长度L1为AHS的0.1至0.9倍，其中AHS指在烃气相氧化期间在长度为L（=L1+L2）的催化剂层KA中形成的热点（HS）的位置，其对应于第二催化剂层，其中沿气流方向从催化剂层KA的气体入口侧起始处至热点测定热点的位置。因此，催化剂层KA对应于任意合适的初始配置的第一催化剂层。在该催化剂层中，相应地确定热点的位置AHS，并且可以使用该位置说明根据本发明的催化剂布置的所需第一（上游）催化剂层的长度。
如上所述，因此可以使用现有技术所述的用于氢的部分氧化、特别是用于通过气相氧化邻二甲苯和/或萘生产邻苯二甲酸酐的具有至少一个、优选至少两个催化剂层的任意催化剂布置作为初始配置。例如，此处可以参照DE102004026472和DE102004026471或者上述EP1084115A1、DE10323818A1、DE10223461A1、DE10323817A1中所公开的催化剂布置。同样，也可以使用本领域普通技术人员所熟悉的来自现有技术的具有至少一个、优选至少两个不同催化剂层的其它催化剂布置作为用于生产根据本发明的催化剂布置的初始配置。在现有技术的两层或多层PSA催化剂布置中，通常规定催化剂活性从气体入口侧至气体出口侧逐层增加。因此，热点位于活性最低、同时选择性高的第一催化剂层。
根据本发明，优选催化剂层的组成不同，其中催化剂层、尤其是根据本发明的催化剂布置的第一（上游）和第二催化剂层可以不同，例如仅活性材料含量不同，例如也可以涉及反应器比体积不同。
如上所述，除上游第一催化剂层的活性外，催化剂层的长度对于最高温度的定位是重要的。根据本发明，优选第一催化剂层与第二催化剂层的长度比小于或等于0.9、优选是0.1至0.9、特别是0.1至0.7、和特别优选是0.15至0.5。从而确保与第二层相比第一层不会太长，其中最高温优选位于第二层中。
根据本发明的另一方面，优选催化剂层K的总长度L的约5至60%由第一催化剂层构成。特别优选从气体入口侧催化剂床的起始处计算，催化剂层K的约10至50%由第一催化剂层构成。
根据本发明的另一实施方式，优选根据本发明的催化剂包括至少一个第三催化剂层，其被布置为沿气流方向在第二催化剂层之后。此外，之后可以布置另外的催化剂层，如第四、第五、第六、第七或第八催化剂层等。
在本发明含意内，优选相对于催化剂布置沿气流方向的总长度，第一催化剂层的长度为所有催化剂层长度的约5至30%、特别优选10至25%。
除其它因素外，周围冷却介质中的轴向温度梯度水平也在长度配置中起作用。在任意情况下，第一催化剂层的长度短于与理论热点位置对应的长度，所述理论热点被测定为直到达到最高温度时离催化剂床起始处的距离，其在相应区域、而不是第一催化剂层也填充有第二层的催化剂（对应于初始配置的第一层的催化剂）时形成。
根据本发明的一个实施方式，优选从第二催化剂层开始到第三层和任选的其它之后的催化剂层催化活性增加。一般来说，除非另有说明，表述第一（上游）、第二、第三或第四催化剂层是基于根据本发明的催化剂布置，并且在有关本发明时如下使用。置于靠近气体入口侧的根据本发明的催化剂布置的催化剂层被称为第一或上游催化剂层。靠近气体出口侧，根据本发明的催化剂布置优选包括另外至少两个其它催化剂层，其被称为第二、第三、或任选的第四催化剂层。第三催化剂层比第二催化剂层更接近气体出口侧。各催化剂层可以被布置为在边界区域彻底或不彻底混合，从而获得根据本发明的多层催化剂布置。
根据另外的优选实施方式，根据本发明的催化剂布置中第三催化剂层的活性高于第二催化剂层的活性。根据本发明的催化剂布置中任选的第四催化剂层的活性也优选高于第三催化剂层的活性。如果存在第五催化剂层，第五催化剂层的活性又优选高于第四催化剂层的活性。此外发现，如果根据本发明的催化剂布置中从第二层向反应混合物的出口侧、即向最后催化剂层活性连续增加、即逐催化剂层增加，对于催化剂的性能和寿命特别有利。
根据本发明，可以通过本领域普通技术人员熟悉的所有方法设定第一催化剂层的活性，使得其高于之后的第二催化剂层的活性。在本发明含意内，因此优选各催化剂层的不同催化活性取决于各催化剂层中所含有的催化剂的不同化学和/或物理性质。
例如，催化剂的物理性质可以指催化剂体的几何形状，其例如影响反应管中的催化剂的堆积密度或表面积或背压。例如，化学性质可以指催化剂中各种助催化剂的组成和存在等。
例如，可以通过以下方法实现第一催化剂层的高活性：活性材料水平高于第二层，催化活性材料的载体氧化物的BET表面积大于第二层，催化活性化合物、如钒和/或锑的水平高于第二层，碱金属、如铯的含量低于第二层，例如通过使用所使用成形体的不同几何结构或环几何结构增加第一催化剂层中的堆积密度，与第二催化剂层相比存在增强活性的其它助催化剂或其量更大，或者与第二催化剂层相比没有限制活性的助催化剂或其量更少，以及上述方法中的两种或更多种的组合。
在本发明含意内，特别优选与第二催化剂层相比，第一催化剂层的活性材料含量更高和/或BET表面积更大。由于催化剂层的BET表面积主要取决于所用负载氧化物的BET表面积，根据本发明的优选实施方式，第一催化剂层中负载氧化物的BET表面积大于第二催化剂层中负载氧化物的BET表面积。
当然，也可以将以上设定第一催化剂层活性高于第二催化剂层活性的方法用于之后的催化剂层、如第三和第四、第五催化剂层等的活性的优选调节方法。
根据本发明的优选实施方式，上游催化剂层的活性比之后的第二催化剂层的活性高至少5%、特别是至少10%、优选至少20%、特别优选至少30%。以下在方法部分中说明了测定或比较催化剂层的活性的方法。此外，在本发明的一个实施方式中，第一层的活性比第一催化剂层高最多300%，优选比第二层的活性高最多200%、更优选最多100%、和特别优选最多80%。如果第一催化剂层的活性在比第二催化剂层活性高10至30%的范围内，会实现特别良好的效果。
优选初始配置的第二和之后的催化剂层的组成可以保持不变。优选初始催化剂布置（即无上游第一催化剂层）的第三和任选的之后的催化剂层的层长度也可以保持不变。
特别优选根据本发明的整个催化剂布置中第二催化剂层是活性最低的催化剂层。
根据本发明，第一催化剂层的长度优选为使得在所需反应条件下热点出现在第二催化剂层中而非第一催化剂层本身中。因此，根据本发明的催化剂布置中第一催化剂层的优选长度为20-70cm、特别优选30-60cm。反应管的通常长度为约2.5至3.5m，所述反应管中被引入例如根据本发明的催化剂布置。除容积流率和装载外，尤其是周围冷却介质（盐浴）中的轴向温度梯度也影响第一催化剂层的长度。当存在冷却液循环不佳情况下所形成的高轴向温度梯度时，反应器入口处冷却液的温度高达比反应器出口处高10℃，在这种情况下，与冷却液中轴向温度梯度低的情况下相比，上游催化剂长度的长度要选择为较短并且其活性要选择为更为温和。
根据本发明在催化剂层中所用的催化剂优选包括惰性载体和被布置在其上的催化活性材料。所述催化活性材料特别优选包括含钛的载体氧化物和被布置在其上、优选成层的催化活性组合物。
所述催化活性组合物或者催化活性材料优选含有钒、铌、锑、硼、钙、铯、钾、锂、钠、钴、铁、钼、锆、铷、银、铊、铋、钨、锡、磷和/或其化合物和/或其组合作为活性组分。特别优选所述催化活性材料含有钒、特别优选以V2O5的形式作为活性组分，且此外也含有铯和/或锑、特别优选以Sb2O3的形式作为活性组分。还优选所述催化活性组合物中含有磷。
含钛的负载氧化物的BET表面积优选为10至50m2/g，特别优选15至45m2/g，和特别是约20至35m2/g。
在特别优选的实施方式中，催化剂层的各催化剂各自在催化活性材料中至少含有钛且优选也含有钒。还发现，如果第一催化剂层中催化活性材料的钒含量以V2O5计多于4重量%、特别是多于5重量%时，在PSA生产中达到特别良好的效果。此外优选在各个情况下，所述催化剂层中也含有铯和/或锑。根据本发明的特别优选的实施方式，至少第二催化剂层具有铯，其中第一催化剂层优选具有较低含量的铯或根本没有铯。发现从而可以特别良好地实现正位于气体入口侧的催化剂布置起始处的上游催化剂层与第二催化剂层之间的相互作用，其中所述上游催化剂层具有邻二甲苯和/或萘的主要转化所需的反应速率，所述第二催化剂层的热点定位更早更接近反应器。
在另外的优选实施方式中，各催化剂层优选没有钼和/或没有钨，特别是与钒的原子比不在0.01至2的范围内。根据另外的优选实施方式，在所用的催化剂中也不使用镍或钴。根据又一实施方式，活性材料中的钠含量优选低于500ppm、特别是低于450ppm。
在特别优选的实施方式中，所述催化剂在催化活性材料中包括以下范围：在各个情况下相对于所述催化活性材料的总重量，1至25重量%、优选4至20重量%范围内的V2O5，0-4重量%、优选0.5-3.5重量%范围内的Sb2O3，0-1重量%、优选0.1至0.8重量%范围内的铯，0-2重量%、优选0.2至1.5重量%范围内的磷。所述催化活性材料在全部催化剂中的比例优选为4至20重量%、更优选为4至15重量%。
除以上组分外，其余活性材料的至少90重量%、优选至少95重量%、此外优选至少98重量%、特别是至少99重量%、此外优选99.5重量%、特别是100重量%是由TiO2组成。
在本发明的框架内，还发现，如果活性材料含量从第二催化剂层到靠近气体出口侧的催化剂层降低，可以产生特别有利的催化剂布置。根据相关实施方式，第二催化剂层的活性材料含量为约6至12重量%，特别是6至11重量%，第三催化剂层的活性材料含量为约5至11重量%，特别是约6至10重量%，并且第四催化剂层（如果存在）的活性材料含量为约4至10重量%，特别是约5至9重量%。但是，原则上其中也包括催化剂，其中活性材料的含量从第二层到最后一层保持相同或增加，即第二层的活性材料含量≤第三层的活性材料含量≤…≤最后一层的活性材料含量。
根据另一有利实施方式，至少最后一层的活性材料含量高于第二层的活性材料含量。
根据特别优选的实施方式，第一催化剂层中根据本发明的催化剂的活性材料含量为约6至20重量%、优选为约7至5重量%。
根据特别优选的实施方式，根据本发明的催化剂具有四个催化剂层。在这种情况下，第四催化剂层位于气体出口侧。但是，不排除在气流下游存在另外的催化剂层。例如，根据本发明的一个实施方式，本文所定义的第四催化剂层之后还可以有第五催化剂层。任选地，如DE-A-19807018或DE-A-2005969中所述，还可以在邻苯二甲酸的生产中使用所谓的精制反应器。
根据本发明的优选实施方式，所用的TiO2的BET表面积从第二催化剂层到靠近气体出口侧的催化剂层增加，也就是说，优选第二催化剂层中所用的TiO2的BET表面积比靠近气体出口侧的（最后的）催化剂层中所用的TiO2的BET表面积小。对于中间的催化剂层，TiO2的BET表面积的优选范围是15至25m2/g，对于靠近气体出口侧的（最后的）催化剂层，则是15至45m2/g。如果中间的催化剂层的TiO2的BET表面积相等，而最后的催化剂层中TiO2的BET表面积相对较大，也会获得特别有利的催化剂。
第一催化剂层的TiO2的BET表面积优选大于或等于第二或中间的催化剂层的TiO2的BET表面积，并且特别是处于约15至45m2/g的范围内。根据本发明的一个实施方式，所用的TiO2的BET表面积如下：第二层的BET-TiO2≤第三层的BET-TiO2≤…≤最后一层的BET-TiO2。此外还优选第一层的BET-TiO2≥第二层的BET-TiO2。
在气相氧化邻二甲苯为邻苯二甲酸酐期间的温度控制对于现有技术的本领域普通技术人员是充分已知的，其中可以参考例如DE10040827A1。
一般说来，当将根据本发明的催化剂用于生产邻苯二甲酸酐时，使含有分子氧的气体例如空气与待被氧化的原料（尤其是邻二甲苯和/或萘）的混合物通过固定床反应器，特别是可以由多个平行排列的管组成的多管固定床反应器。在反应管中，在各个情况下具有由至少一种催化剂构成的床。以上已经说明了由若干（不同的）催化剂层构成的床的优点。因此，根据本发明的催化剂布置可以被理解为反应管中的多层催化剂床。催化剂布置形成催化剂床，优选固定床。
当将根据本发明的催化剂用于通过气相氧化邻二甲苯和/或萘生产邻苯二甲酸酐时，令人惊奇地证实了，使用根据本发明的催化剂布置实现了非常好的PSA产率，同时苯酞的比例非常小，并且热点的位置接近反应器入口，从而使得可以改善催化剂布置的使用寿命。
根据本发明的优选实施方式，所用的TiO2通常以锐钛矿形式使用，其BET表面积为至少15m2/g、优选15m2/g至60m2/g、尤其是约15m2/g至45m2/g、和特别优选15m2/g至40m2/g。此外，优选TiO2总孔容的至少30%、特别是至少40%和最多至80%、优选最多至75%、特别是最多至70%是由半径为60至400nm的孔构成。除非另外指明，此处所述的孔容或孔比例的测定是通过压汞法进行（根据DIN66133）。在本说明中，在各种情况下，总孔容指通过压汞法测定的孔半径尺寸为7500至3.7nm的总孔容。
优选半径大于400nm的孔占所使用TiO2总孔容的低于约30%、特别是低于约22%、特别优选低于20%。
此外，优选TiO2总孔容的约50至75%、特别是约50至70%、特别优选50至65%是由半径为60至400nm的孔所构成，并且优选总孔容的约15至25%由半径大于400nm的孔构成。
对于更小的孔半径，优选TiO2总孔容的低于30%、特别是低于20%是由半径为3.7至600nm的孔构成。此处该孔径的特别优选的范围是总孔容的约10至30%、特别是12至20%。
根据另外的优选实施方式，所用的TiO2的粒度分布如下：D10值优选为0.5μm或更小，D50值（即一半颗粒分别具有较大或较小颗粒直径时的值）优选为1.5μm或更小；D90值优选为4μm或更小。优选所使用的TiO2的D90值为约0.5至20μm、特别是约1至10μm、特别优选为约2至5μm。
在电子显微图像中，根据本发明所用的TiO2优选具有开孔的、海绵状结构，其中多于30%、特别是多于50%的主要颗粒或晶粒结合起来构成开孔的附聚物。认为孔径分布所反映的所使用TiO2的这种特殊结构形成了特别有利的气相氧化反应条件。
在根据本发明的催化剂中，一般而言还可以使用与上述规格不同、即BET表面积、孔率和/或粒度分布不同的其它钛氧化物。根据本发明，特别优选至少50%、特别是至少75%、特别优选全部的所使用TiO2具有此处所规定的BET表面积和孔率，并且也优选具有所述粒度分布。还可以使用不同TiO2材料的共混物。
取决于根据本发明的催化剂的设定用途，除TiO2外，催化剂的活性材料中可以含有本领域普通技术人员所熟悉的常规组分。所述催化剂的形状或其均质或非均质结构一般而言也不受本发明含意的限制，并且可以构成本领域普通技术人员所熟悉的并且对于各自使用领域看来合适的任意实施方式。
特别是已经证明所谓的壳催化剂对于邻苯二甲酸酐生产有用。此处使用在反应条件下为惰性的载体，例如其是由石英（SiO2）、陶瓷、氧化镁、二氧化锡、碳化硅、金红石、氧化铝（Al2O3）、铝硅酸盐、硅酸镁（滑石）、硅酸锆或硅酸铈制成，或者由以上材料的混合物制成。例如，所述载体可以是环状、球状、壳状或中空柱状。其中以相对薄的层（壳）向所述载体施加催化活性材料。也可以使用两层或更多层相同或不同组成的催化活性材料。
对于根据本发明的催化剂的催化活性材料的其它组分（除TiO2外），一般而言可以参考相关现有技术所述的并且本领域普通技术人员熟悉的组成或组分。主要的催化剂系统除一种或多种钛氧化物外还含有钒氧化物。EP0964744B1中描述了这些催化剂。在许多情况下，对于根据本发明的催化剂的各催化剂层，可以优选地使用粒度很小的V2O5材料，从而促进施加到TiO2上。例如，至少90%所使用的V2O5颗粒的直径为20μm或更小。此处可以参考例如DE10344846A1。
具体地，现有技术中描述了也可以用于根据本发明的催化剂中的提高催化剂生产率的一系列助催化剂。这些尤其包括碱金属和碱土金属、铊、锑、磷、铁、铌、钴、钼、银、钨、锡、铅和/或铋，以及两种或更多种以上组分的混合物。根据本发明的优选实施方式，因此根据本发明所使用的催化剂含有一种或多种以上助催化剂。例如，DE2159441A中描述了一种催化剂，除了锐钛矿改型的二氧化钛外，其含有1至30重量%的五氧化二钒和二氧化锆。WO2004/103561第5页第29至37行中也可以找到一系列合适的助催化剂，也可以参考这些。通过各助催化剂可以影响催化剂的活性和选择性，尤其是通过降低或提高活性。控制选择性的助催化剂包括例如碱金属氧化物和氧化磷化合物，特别是五氧化二磷。
根据一个优选实施方式，第一催化剂层、优选地还有第二催化剂层不含有磷。发现从而可以实现高活性，其中在之后的催化剂层（第三和之后的层）中可以例如通过存在磷有利地设定选择性。在一些情况下，如果只有最后一层含有磷是有利的。
根据此外优选的实施方式，如例如DE10323461A中所述，在上游层的催化剂和/或第二层的催化剂中，以V2O5计的钒与以Sb2O3计的锑的比例为约3.5:1至5:1。
根据此外优选的实施方式，在所使用催化剂中碱金属的含量、优选Cs的含量从第二层到最后一层（在气体出口侧）保持相同或降低。也就是说，第二层的Cs含量≥第三层的Cs含量≥…≥最后一层的Cs含量。特别优选最后的催化剂层没有Cs。
现有技术中描述了许多用于生产根据本发明的催化剂的合适方法。对于生产壳催化剂，例如可以参考DE-A-1642938或者DE-A-1769998中所述的方法，其中在被加热的涂覆鼓中和高温下，将含有催化活性材料和/或其前体化合物组分的水性和/或有机溶剂的溶液或悬浮液（通常被称为“浆料”）喷涂到载体材料上，直至实现所需的相对于催化剂总重量的催化活性材料水平。也可以根据DE2106796在流化床中将催化活性材料施加（涂覆）到惰性载体上。
优选通过将50至500μm的活性组分薄层施加到惰性载体上而生产所谓的壳催化剂（例如US2,035,606）。已经证明尤其是球体或中空柱体作为载体有用。这些成形体造成高堆积密度和低压力损失，并且降低在将催化剂倒入反应管中时形成堆积缺陷的危险。
烧结成形体必须在所运行反应的温度范围内耐热。如上所述，可以考虑例如碳化硅、滑石、石英、陶瓷、SiO2、Al2O3或氧化铝。
在流化床中涂覆载体的优点是层厚度高度均匀，其在催化剂的催化性能中起决定性作用。例如根据DE1280756、DE19828583或DE19709589，在流化床中在80至200℃下，通过将活性组分的悬浮液或溶液喷涂到被加热的载体上，从而获得特别均匀的涂层。与涂覆鼓中的涂层不同，在所述的流化床方法中，当用中空柱体作为载体时，中空柱体的内部也可以被均匀涂覆。对于上述流化床方法，特别有利的是根据DE19709589的方法，因为通过载体的主要是横向的圆周运动，除均匀涂覆外，还实现了设备部件的低磨损。
对于涂覆过程，通过一个或多个喷嘴将活性组分的水溶液或悬浮液和有机粘结剂喷涂到被加热的流化载体上，其中所述有机粘结剂优选为乙酸乙烯酯/月桂酸乙烯酯、乙酸乙烯酯/乙烯或苯乙烯/丙烯酸酯的共聚物。特别有利的是，将喷涂流体施加在产物速度最高的位置，从而可以将喷涂物质均匀分布于床内。继续喷涂过程，直至悬浮液被用尽或者必要量的活性组分被施加在载体上。
根据本发明的优选实施方式，在流体床或流化床中借助于合适的粘结剂施加根据本发明所用的催化剂的催化活性材料，其结果是产生了壳催化剂。合适的粘结剂包括本领域普通技术人员所熟悉的有机粘结剂，优选有利地为乙酸乙烯酯/月桂酸乙烯酯、乙酸乙烯酯/丙烯酸酯、苯乙烯/丙烯酸酯、乙酸乙烯酯/马来酸酯以及乙酸乙烯酯/乙烯水性分散体形式的共聚物。特别优选使用有机聚合物或共聚物粘合剂、特别是乙酸乙烯酯共聚物粘合剂作为粘结剂。所用的粘结剂以常规数量加入催化活性材料中，例如相对于所述催化活性材料的固体含量为约10至20重量%。例如，可以参考EP744214。如果在约150℃的高温下施加所述催化活性材料，如现有技术所已知的，还可以在无有机粘结剂时施加到载体上。根据DE2106796，当使用上述粘结剂时，可用的涂覆温度例如为约50至450℃。在调试填充的反应器时，在烘焙催化剂期间所用的粘结剂在短时间内燃烧。所述粘结剂主要是用于加强催化活性材料在载体上的粘附，并且降低运输期间和倒入催化剂时的磨损。
例如，WO98/00778或EP-A714700中已经描述了用于将芳族烃气相催化氧化为羧酸和/或羧酸酐以生产壳催化剂的其它可能的方法。根据这些，首先，任选地在有用于催化剂生产的辅料存在的情况下，从催化活性金属氧化物和/或其前体化合物的溶液和/或悬浮液生产粉末，然后，任选地在处理之后并且任选地在热处理之后，将所述粉末施加在载体上作为壳，从而产生用于催化剂生产的催化活性金属氧化物，并且将以这种方法涂覆的载体进行热处理以产生催化活性金属氧化物或者进行处理以除去挥发性组分。
本领域普通技术人员从现有技术同样熟悉进行从邻二甲苯和/或萘生产邻苯二甲酸酐的方法的合适条件。具体参考1992年Ullmann工业化学百科全书（Ullmann′sEncyclopediaofIndustrialChemistry）第A20卷181页中K.Towae、W.Enke、R.N.Bhargana的“邻苯二甲酸和衍生物”（″PhthalicacidandDerivatives″）中的综述，该综述被引入本文作为参考。例如，可以选择从以上引文WO-A-98/37967或WO99/61433中了解的条件范围用于氧化的运行稳态。
为此，首先将催化剂置于反应器的反应管中，所述反应管被通过例如盐熔体的方法从外部恒温至反应温度。使反应气体通过由此制备的催化剂床，温度通常为300至450℃、优选为320至420℃、和特别优选为340至400℃，压力为正压，通常为0.1至2.5、优选为0.3至1.5巴绝对压力，空速一般为750至5000h-1。
进入催化剂的反应气体一般是通过将含有分子氧的气体与待氧化的芳族烃混合而制成，其中所述含有分子氧的气体除含有氧外还含有合适的反应慢化剂和/或稀释剂，如蒸汽、二氧化碳和/或氮，其通常可以含有1至100、优选2至50、和特别优选10至30摩尔%的氧，0至30、优选0至10摩尔%的水蒸气，以及0至50、优选0至1摩尔%的二氧化碳，其余为氮。为了生产所述反应气体，通常用30至150g/Nm3的待氧化芳族烃使含有分子氧的气体饱和。
按照根据本发明的特别优选的实施方式，上游催化剂层的催化剂的活性材料（催化活性材料）含有5至16重量%的V2O5、0至5重量%的Sb2O3、0.2至0.75重量%的Cs、0至1重量%的P和0至3重量%的Nb2O5。其余活性材料的至少90重量%、优选至少95重量%、此外优选至少98重量%、特别是至少99重量%、此外优选至少99.5重量%、特别是100重量%是由TiO2组成。按照根据本发明的特别优选的实施方式，TiO2的BET表面积为15至约45m2/g。此外，优选该上游催化剂层的长度比例为所存在的所有催化剂层总长度（存在的催化剂床的总长度）的5-25%、特别优选10-25%。
按照根据本发明的特别优选的实施方式，第二催化剂层的催化剂的活性材料含有5至15重量%的V2O5、0至5重量%的Sb2O3、0.2至0.75重量%的Cs、0至1重量%的P和0至2重量%的Nb2O5。其余活性材料的至少90重量%、优选至少95重量%、此外优选至少98重量%、特别是至少99重量%、此外优选至少99.5重量%、特别是100重量%是由TiO2组成。按照根据本发明的特别优选的实施方式，TiO2的BET表面积为15至约25m2/g。此外，优选该第二催化剂层的长度比例为所存在的所有催化剂层总长度（存在的催化剂床的总长度）的约15至60%、特别是20至60%或20至50%。
根据本发明的特别优选的实施方式，第三催化剂层的催化剂的活性材料含有5至15重量%的V2O5、0至4重量%的Sb2O3、0.05至0.5重量%的Cs、0至1重量%的P和0至2重量%的Nb2O5。其余活性材料的至少90重量%、优选至少95重量%、此外优选至少98重量%、特别是至少99重量%、此外优选至少99.5重量%、特别是100重量%是由TiO2组成。优选TiO2的BET表面积为15至25m2/g。此外，优选该第三层占所存在的所有催化剂层总长度的长度比例为约10至30%，特别是如果第三层是最后一层，那么该层被置于最接近反应器出口处，第三层的长度比例优选为20-50%。
按照根据本发明的特别优选的实施方式，第四催化剂层的催化剂的活性材料含有5至25重量%的V2O5、0至5重量%的Sb2O3、0至0.2重量%的Cs、0至2重量%的P和0至1重量%的Nb2O5。其余活性材料的至少90重量%、优选至少95重量%、此外优选至少98重量%、特别是至少99重量%、此外优选至少99.5重量%、特别是100重量%是由TiO2组成。如果第四层为位于反应器的气体出口侧的（最后的）催化剂层，优选TiO2的BET表面积比更靠近气体入口侧的那些层的TiO2BET表面积略大，特别是在约15至约45m2/g的范围内。此外优选该第四催化剂层占所存在的所有催化剂层总长度的长度比例为约10至50%、特别优选10至40%。一般不需要第五催化剂层，但可以有第五催化剂层。
还发现，根据优选的实施方式，优选中间和任选上游（第一）催化剂层中催化活性材料中没有磷的根据本发明的催化剂可以实现良好的活性，并同时有非常高的选择性。此外优选上游和中间催化剂层中的催化活性材料的至少0.05重量%是由至少一种碱金属构成，其计为碱金属。特别优选以铯为碱金属。
根据本发明的催化剂在使用前通常被热处理或煅烧（处理）。已经证明，如果在含O2的气体中、特别是空气中，在至少390℃下将催化剂煅烧至少24小时、特别是在≥400℃下煅烧24至72小时，将是有利的。所述温度优选不应当超过500℃、特别是470℃。但是，一般而言也不排除对本领域普通技术人员来说看似合适的其它煅烧条件。
根据另外的方面，本发明涉及生产本文所述的催化剂的方法，其包括以下步骤：
a.提供本文所述的催化活性材料；
b.提供惰性载体，特别是惰性载体成形体；
c.特别是在流化床或流体床中，将所述催化活性材料施加到所述惰性载体上。
然后以所需顺序将各催化剂作为催化剂层置于反应器中，从而获得根据本发明的多层催化剂布置。
因此，本发明的另外的目的是生产上述催化剂布置的方法。该方法包括长度为L1的第一催化剂层与长度为L2的至少一个第二催化剂层的布置，其对于烃气相氧化各自具有不同的催化活性，其中长度为L（L=L1+L2）的催化剂层K是由第一催化剂层K1和第二催化剂层K2一起形成，并且其中将第一催化剂层布置在反应气体的气体入口侧，将第二催化剂层布置在沿气流方向第一催化剂层之后，其中用催化活性高于第二催化剂层催化活性的催化剂层作为第一催化剂层。
根据本发明，优选选择AHS的0.1至0.9倍的长度作为第一催化剂层的长度L1，其中AHS指在烃气相氧化期间在长度L的催化剂层KA中形成的热点（HS）的位置，其对应于第二催化剂层，其中沿气流方向从催化剂层KA在气体入口侧的起始处到热点测量所述热点的位置。上文已经详细描述了如何确定热点。
用于生产根据本发明的催化剂布置的本发明的方法可以通过以下方式进行：从现有技术中已知的初始催化剂布置出发，除去现有入口催化剂层的一部分，并且用活性较高的层代替所除去的部分，或者生产与根据本发明的催化剂布置一致的全新床，其中如本文所述选择第一（上游）催化剂层的长度和/或活性。
对于初始催化剂布置的第一催化剂层KA的一部分被除去并被上游催化剂层代替的情况，在除去所需长度比例后，初始催化剂布置的催化剂层KA成为第二催化剂层。优选在根据本发明的催化剂布置中，第一催化剂层和第二催化剂层全长的5至60%是由第一催化剂层构成。
作为除去一部分催化剂层KA的替代方法，也可以通过使用独立催化剂布置的确定的长度比例构成催化剂布置。也就是说，用第一催化剂层所需催化剂量填充反应管直至达到所需长度L1，随之为第二催化剂层，其长度为初始配置的长度KA减去第一催化剂层的长度L1。可以按照必须条件沿气流方向在后边布置另外的层。
当然，对于涉及根据本发明方法的其它优选项，适用上文说明中详细公开的内容。
根据另外的方面，本发明也涉及通过气相氧化邻二甲苯和/或萘生产邻苯二甲酸酐的方法，其中使用如上所述的催化剂布置。
优选使用如本说明所述的具有三层或更多层的催化剂布置。通常，在高温下、特别是在250至490℃，使含有邻二甲苯和/或萘及分子氧的气流通过如上所述的具有三层或更多层的催化剂布置。
根据另外的方面，本发明最后还涉及如本文所述的催化剂布置用于通过气相氧化邻二甲苯和/或萘生产邻苯二甲酸酐的用途。
根据另外的方面，本发明涉及第一（上游）催化剂层用于改进优选具有两个或更多个不同催化剂层的催化剂布置的用途，所述催化剂布置用于烃的部分氧化，尤其用于通过气相氧化邻二甲苯和/或萘生产邻苯二甲酸酐，其中第一催化剂层的活性高于初始催化剂的第一催化剂层的活性。
方法
为确定根据本发明所使用的催化剂的参数，采用以下方法：
1.BET表面积
按照根据DIN66131的BET方法测定BET表面积；J.Am.Chem.Soc.60，309(1938)中也有该BET方法的公开。
2.孔半径分布
通过根据DIN66133的压汞法测定所使用的TiO2的孔半径分布；最大压力：2000巴，孔隙仪4000（Porotec，德国），按照制造商的说明。
3.粒度：
使用Fritsch粒度仪22Economy（Fritsch，德国），按照制造商的说明用激光衍射法测定粒度，关于样品预处理包括：在不添加辅料的去离子水中将样品均质化并且用超声波处理5分钟。
对于二氧化钛，在各个情况下，BET表面积、孔半径分布和孔容及粒度分布的测定是对在真空和150℃下干燥的未煅烧材料进行。
本说明中有关催化剂或催化剂层的BET表面积的数据在各个情况下也与所使用的TiO2（在真空和150℃下干燥，未经煅烧，见上）的BET表面积相关。
一般来说，催化剂的BET表面积由所使用的TiO2的BET表面积所决定，其中通过添加另外的催化活性组分而在一定程度上改变了BET表面积。这是本领域普通技术人员所熟悉的。
在各个情况下，活性材料比例（催化活性材料的比例，无粘结剂）与各催化剂层中催化活性材料在包括载体的催化剂的总重量中所占的比例（重量%）相关，其是在空气中和400℃下处理4h后测定的。
4.催化剂活性
根据本发明，催化剂层中催化剂的活性是指在一定体积（=控制体积）内，例如在一定长度和内径（例如内径25mm，长1m）的反应管中，在预定的反应条件（温度、压力、浓度、停留时间）下，催化剂转化所用的引出物的能力。因此，在该预定体积内和在相同反应条件下，如果所研究的催化剂在各个情况下达到的引出物转化率高于另一催化剂，则其活性高于另一催化剂。因此，在以邻二甲苯或萘作为引出物的情况下，使用将邻二甲苯或萘转化为氧化产物的水平测定催化剂活性。较高的催化剂活性可以是由活性中心的性质/质量对于所需转化最佳（例如“转换频率”）或者相同控制体积内的活性中心数量高而引起，所述相同控制体积内的活性中心数量高例如为在控制体积内存在更多具有其它性质相同的催化剂材料。
活性的量化操作
根据本发明，第一层的活性高于第二层的活性。首先，这是指，根据以上说明，在填充有“层1催化剂”并使引出物混合物流经的反应腔（=一定长度和内径的反应管，例如内径25mm，长1m）的末端，引出物转化率高于对比试验中的引出物转化率，所述对比实验以其它方面相同且相同的反应腔内填充有“层2催化剂”的方式进行。
对于这种试验，适宜选择下述范围内的条件：
反应管的长度：1m
反应管的内径：25mm
冷却介质的温度：380-420℃
压力：1-1.5巴绝对压力
引出物混合物中的邻二甲苯含量：60g邻二甲苯/Nm3空气
然后，使用根据本发明的以下规定，与层2所用的催化剂相比层1使用“活性高10%的催化剂”，可以如下确定第一催化剂层的活性与第二催化剂层的活性相比的量化：
在上述条件下使引出物混合物流经对比催化剂（=具有设想组成的层2催化剂），其中设定通过反应管的总体积流使得流经反应腔后邻二甲苯的转化率尽可能接近50%。
在第二个实验中，用层1（试验）催化剂填充相同的反应体积，层1催化剂仅在催化活性材料的比例（活性材料比例）比层2催化剂高10%方面与其不同。因此，在反应体积中活性材料比在对比催化剂布置情况下多10%。然后，在流经填充有层1催化剂的反应腔后，在相同反应条件下测定邻二甲苯的转化率。其高于对比催化剂，因此高于50%。由此所得的邻二甲苯转化率与对比催化剂的50%转化率之间的差异被用做相对度量，其相当于活性增加10%。对于催化剂的哪种变化实现了这种效果并不重要。因此，例如，对于与设想的层2催化剂仅在活性材料比例高20%方面不同的催化剂，可以确定的量为比该催化剂的活性高20%。
在以上说明中全部催化剂床中的所测定的最高温度被称为热点。此外，在所研究的另外的催化剂层中的各个情况下，还有（第二）热点，即最高温度。该温度优选用热电偶测定。
现在借助于以下实施例更详细地说明本发明，所述实施例不应当被理解为限制本发明的范围。
具体实施方式
实施例1：
初始催化剂：
将具有以下组成和层长度的3层催化剂布置作为初始催化剂置于反应管中，所述反应管被用盐浴冷却并且内径为25mm。具有用于测定温度的一体化可移动元件的3mm热电偶套管位于反应管中，其被布置在中间。在总压力为约1450毫巴下，不断使含有30-100g邻二甲苯/Nm3空气（邻二甲苯纯度＞99%）的4Nm3空气从顶部到底部通过该管。
在含量为60-65g邻二甲苯/Nm3空气时，在370至375℃之间的盐浴温度下，在90-100cm位置处（从床的起始处向反应器出口）测量出第一层中的热点。
组成 层1长度:150cm 层2长度:60cm 层3长度:80cm
V2O5/重量% 7.5 7.5 7.5
Sb2O3/重量% 3.2 3.2 3.2
Cs/重量% 0.4 0.2 0.1
P/重量% 0.2 0.2 0.2
TiO2/重量% 100%的余量 100%的余量 100%的余量
BET TiO2/重量% 20 20 30
AM比例/重量% 8.0 7.5 7.5
根据本发明的催化剂布置：
基于用定位热点的初始催化剂配置所得的结果（A=90至100cm），现如下生产根据本发明的催化剂布置：
改变3层初始催化剂布置的以上组成，用活性更高的上游催化剂层代替50cm初始催化剂布置的层1（从气体入口侧或催化剂层的起始处）。从下表可以看出根据本发明的改进的4层催化剂系统的组成和层长度。层1相当于根据本发明的上游催化剂层（第一催化剂层）；层2的组成与（除层长度外）初始催化剂布置的层1一致。层3和4的组成和层长度与初始催化剂布置的层2和层3一致。将具有以下组成和层长度的4层催化剂布置置于反应管中，所述反应管被用盐浴冷却，并且内径为25mm。具有用于测定温度的一体化可移动元件的3mm热电偶套管位于反应管中，其被布置在中间。在总压力为约1450毫巴下，不断使含有30-100g邻二甲苯/Nm3空气（邻二甲苯纯度＞99%）的4Nm3空气从顶部到底部通过该管。
在含量为60-65g邻二甲苯/Nm3空气时，在365至375℃之间的盐浴温度下，在75-85cm位置处（从床的起始处向反应器出口）测量出以上所研究的热点。
因此，在根据本发明的实施例中，热点的位置比对比例中显著地更靠近反应器入口。
由此可以得到根据本发明的催化剂布置的以下优点，其不仅适用于该特定实施例，一般而言也适用于本发明：
-寿命较长，因为热点在反应起始处，并且因此在持续失活期间也更接近反应器出口，特别是在第二层（原来的第一层）中停留更久。
-在离开反应器的反应气体中，马来酸酐、苯酞和其它副产物的水平较低，因为反应进一步向前移动。
-第三层中的（第二）热点低于初始催化剂布置的相应第二层中的热点，因为与在初始催化剂布置的层1中相比，在前两层层1和层2中更多的邻二甲苯被转化。

Claims (49)

1.生产/优化用于烃气相氧化的催化剂布置的方法，所述催化剂布置包括长度为L1的第一催化剂层和至少一个长度为L2的第二催化剂层的布置，对于烃气相氧化各自具有不同的催化活性，其中将所述第一催化剂层布置在反应气体的气体入口侧，并且将所述至少一个第二催化剂层布置在沿气流方向所述第一催化剂层之后，其特征在于，在烃气相氧化期间，所述催化剂布置的温度分布为从第一催化剂层到第二层升高，其中第一催化剂层中的最高温度比第二催化剂层中低30至70℃，并且其中使用催化活性高于第二催化剂层的催化剂层作为第一催化剂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择AHS的0.1至0.9倍的值作为第一催化剂层的长度L1，其中AHS指在烃气相氧化期间在总长度为L＝L1+L2的催化剂层KA中形成的最高温度(热点)的位置，其对应于第二催化剂层，其中沿气流方向从在气体入口侧的催化剂层KA起始处到热点测定所述最高温度的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿气流方向在第二催化剂层之后布置有第三催化剂层，其特征在于，从第二催化剂层到第三催化剂层催化活性升高。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，温度分布从第二催化剂层到第三催化剂层降低。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，温度分布为，使得在烃气相氧化期间，第三催化剂层中的最高温度比第二催化剂层中低10至100℃。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，沿气流方向在第三催化剂层之后布置有第四催化剂层，其中，从第三催化剂层到第四催化剂层催化活性升高。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，温度分布从第二催化剂层到第四催化剂层降低。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，温度分布为，使得在烃气相氧化期间，第四催化剂层中的最高温度比第二和/或第三催化剂层中低10至100℃。
9.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其特征在于，选择小于或等于0.9的范围作为第一催化剂层与第二催化剂层的长度比。
10.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中第一和第二催化剂层的总长度的5至60％是由第一催化剂层构成的。
11.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中相对于催化剂布置沿气流方向的总长度，第一催化剂层的长度为所有催化剂层的长度的5至30％。
12.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中通过各催化剂层中所含有的催化剂的化学和/或物理性质不同而在各催化剂层中设定不同的催化活性。
13.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中催化剂层中所使用的催化剂具有惰性载体和布置在其上的催化活性材料。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述催化活性材料包括含钛的载体氧化物和催化活性组合物。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述含钛载体氧化物的BET表面积为10至50m2/g。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述催化活性材料包括钒、铌、锑、硼、钙、铯、钾、锂、钠、钴、铁、钼、锆、铷、银、铊、铋、钨、锡、磷和/或其化合物和/或其组合。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述催化活性材料相对于催化剂总重量的比例为4至20重量％。
18.通过气相催化氧化邻二甲苯和/或萘生产邻苯二甲酸酐的方法，其中通过采用如下催化剂布置进行该方法，所述催化剂布置具有在气体入口侧的第一催化剂层和沿气流方向在第一催化剂层之后的催化活性不同的至少一个第二催化剂层，其特征在于，当进行气相氧化时，在第一催化剂层中比在第二催化剂层中形成的最高温度(热点温度)低，其中第一催化剂层中形成的最高温度比第二催化剂层中低30至70℃，并且其中第一催化剂层的催化活性高于第二催化剂层的催化活性。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所使用的催化剂布置具有被布置在沿气流方向第二催化剂层之后的第三催化剂层，其中从第二催化剂层到第三催化剂层催化活性升高。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，第三催化剂层中形成的最高温度比第二催化剂层中高10至100℃。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于所使用的催化剂布置具有被布置在沿气流方向第三催化剂层之后的第四催化剂层，并且其中从第三催化剂层到第四催化剂层催化活性升高。
22.根据权利要求21所述的方法，其中第四催化剂层中形成的最高温度比第二和/或第三催化剂层中低10至100℃。
23.根据权利要求18至20中的一项所述的方法，其中选择小于或等于0.9的范围作为第一催化剂层与第二催化剂层的长度比。
24.根据权利要求18至20中的一项所述的方法，其中第一和第二催化剂层的总长度的5至60％是由第一催化剂层构成。
25.根据权利要求18至20中的一项所述的方法，其中相对于催化剂布置沿气流方向的总长度，第一催化剂层的长度为所有催化剂层的长度的5至30％。
26.根据权利要求18至20中的一项所述的方法，其中通过各催化剂层中所含有的催化剂的化学和/或物理性质不同而在各催化剂层中设定不同的催化活性。
27.根据权利要求18至20中的一项所述的方法，其中催化剂层中所使用的催化剂具有惰性载体和被布置在其上的催化活性材料。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述催化活性材料包括含钛的载体氧化物和催化活性组合物。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述含钛载体氧化物的BET表面积为10至50m2/g。
30.根据权利要求28所述的方法，其中所述催化活性材料包括钒、铌、锑、硼、钙、铯、钾、锂、钠、钴、铁、钼、锆、铷、银、铊、铋、钨、锡、磷和/或其化合物和/或其组合。
31.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述催化活性材料相对于催化剂总重量的比例为4至20重量％。
32.一种催化剂布置，其包括长度为L1的第一催化剂层K1和至少一个长度为L2的第二催化剂层K2，对于烃气相氧化各自具有不同的催化活性，其中所述第一催化剂层K1和所述至少一个第二催化剂层K2一起形成总长度为L1+L2的催化剂层K，并且其中所述第一催化剂层K1被布置在反应气体的气体入口侧，并且所述第二催化剂层K2被布置在沿气流方向第一催化剂层K1之后，其特征在于，在烃气相氧化期间，催化剂布置的温度分布为从第一催化剂层到第二催化剂层升高，其中第一催化剂层中的最高温度比第二催化剂层中低30至70℃，并且其中第一催化剂层的催化活性高于第二催化剂层。
33.根据权利要求32所述的催化剂布置，其特征在于，第一催化剂层的长度L1是AHS的0.1至0.9倍，其中AHS指在烃气相氧化期间在总长度为L＝L1+L2的初始催化剂布置的催化剂层KA中形成的最高温度(热点)的位置，其对应于第二催化剂层，其中沿气流方向从在气体入口侧的催化剂层KA的起始处到热点测定所述最高温度的位置。
34.根据权利要求32或33所述的催化剂布置，其特征在于，沿气流方向在第二催化剂层之后布置有第三催化剂层，其特征在于，从第二催化剂层到第三催化剂层催化活性升高。
35.根据权利要求34所述的催化剂布置，其特征在于，温度分布从第二催化剂层到第三催化剂层降低。
36.根据权利要求34所述的催化剂布置，其特征在于，温度分布为，使得在烃气相氧化期间，第三催化剂层中的最高温度比第二催化剂层中低10至100℃。
37.根据权利要求34所述的催化剂布置，其特征在于，沿气流方向在第三催化剂层之后布置有第四催化剂层，其中，从第三催化剂层到第四催化剂层催化活性升高。
38.根据权利要求37所述的催化剂布置，其特征在于，温度分布从第二催化剂层到第四催化剂层降低。
39.根据权利要求37所述的催化剂布置，其特征在于，温度分布为，使得在烃气相氧化期间，第四催化剂层中的最高温度比第二和/或第三催化剂层中低10至100℃。
40.根据权利要求32或33所述的催化剂布置，其特征在于，第一催化剂层与第二催化剂层的长度比小于或等于0.9。
41.根据权利要求32或33所述的催化剂布置，其中第一和第二催化剂层的总长度的5至60％是由第一催化剂层构成。
42.根据权利要求32或33所述的催化剂布置，其中相对于催化剂布置沿气流方向的总长度，第一催化剂层的长度为所有催化剂层的长度的5至30％。
43.根据权利要求32或33所述的催化剂布置，其中各催化剂层中的不同催化活性取决于各催化剂层中所含有的催化剂的不同化学和/或物理性质。
44.根据权利要求32或33所述的催化剂布置，其中催化剂层中所使用的催化剂具有惰性载体和被布置在其上的催化活性材料。
45.根据权利要求44所述的催化剂布置，其中所述催化活性材料包括含钛的载体氧化物和催化活性组合物。
46.根据权利要求45所述的催化剂布置，其中所述含钛载体氧化物的BET表面积为10至50m2/g。
47.根据权利要求44所述的催化剂布置，其中所述催化活性材料包括钒、铌、锑、硼、钙、铯、钾、锂、钠、钴、铁、钼、锆、铷、银、铊、铋、钨、锡、磷和/或其化合物和/或其组合。
48.根据权利要求44所述的催化剂布置，其特征在于，所述催化活性材料相对于催化剂总重量的比例为4至20重量％。
49.使用根据权利要求1至17中的一项所述的方法能够获得的催化剂布置。
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