CN102958605A - 用于制备邻苯二甲酸酐的多层催化剂以及制备邻苯二甲酸酐的方法 - Google Patents

用于制备邻苯二甲酸酐的多层催化剂以及制备邻苯二甲酸酐的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102958605A
CN102958605A CN2011800328010A CN201180032801A CN102958605A CN 102958605 A CN102958605 A CN 102958605A CN 2011800328010 A CN2011800328010 A CN 2011800328010A CN 201180032801 A CN201180032801 A CN 201180032801A CN 102958605 A CN102958605 A CN 102958605A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst layer
alkali metal
metal content
catalyst
naphthalene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800328010A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102958605B (zh
Inventor
S·阿尔特瓦瑟
J·齐尔克
H-M·阿尔曼
F·罗索夫斯基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of CN102958605A publication Critical patent/CN102958605A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102958605B publication Critical patent/CN102958605B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/87Benzo [c] furans; Hydrogenated benzo [c] furans
    • C07D307/89Benzo [c] furans; Hydrogenated benzo [c] furans with two oxygen atoms directly attached in positions 1 and 3
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/20Vanadium, niobium or tantalum
    • B01J23/22Vanadium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/186Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/61310-100 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201Impregnation
    • B01J37/0211Impregnation using a colloidal suspension
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215Coating
    • B01J37/0219Coating the coating containing organic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0234Impregnation and coating simultaneously
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0244Coatings comprising several layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于制备邻苯二甲酸酐的多层催化剂,其具有多个依次排列在反应管内的催化剂层,其中各催化剂层具有的碱金属含量在流动方向上降低。本发明进一步涉及一种在该多层催化剂上氧化萘或邻二甲苯/萘混合物的方法以及该多层催化剂在将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐中的用途。

Description

用于制备邻苯二甲酸酐的多层催化剂以及制备邻苯二甲酸酐的方法
本发明涉及一种用于制备邻苯二甲酸酐的多层催化剂,其具有多个依次排列在反应管内的催化剂层,其中各催化剂层具有的碱金属含量在流动方向上降低。本发明进一步涉及一种在该多层催化剂上氧化萘或邻二甲苯/萘混合物的方法以及该多层催化剂在将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐中的用途。
许多羧酸和/或羧酸酐在工业上通过在固定床反应器中催化气相氧化烃类如苯、二甲苯类、萘、甲苯或杜烯而制备。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、对苯二甲酸或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其中存在催化剂床的管。为了调节温度,这些管被传热介质如盐熔体围绕。
已经发现适合这些氧化反应的催化剂是其中催化活性组合物以壳的形式施加于惰性载体材料如滑石上的涂敷催化剂。通常将二氧化钛和五氧化二钒用作这些涂敷催化剂的催化活性组合物的催化活性成分。此外,许多作为影响该催化剂的活性和选择性的促进剂的其他氧化化合物也可以少量包含在催化活性组合物中。
已经发现特别有利的是在催化剂床中使用就其催化活性和/或其活性组合物的化学性能而言不同的不同催化剂。当使用两个反应区时,优选用于第一反应区,即位于最靠近反应气体入口的反应区中的催化剂比存在于第二反应区,即最靠近气体出口的反应区中的催化剂具有稍低的催化活性。通常而言,该反应借助设定得使主要部分的包含于反应气体中的芳族烃以最大产率在第一区中反应的温度控制。优选使用3-5层催化剂体系,尤其是三层和四层催化剂体系。
在氧化钒/二氧化钛催化剂体系上将邻二甲苯氧化成邻苯二甲酸酐(PAn)通常在约4标准m3/h的空气流和至多100g/标准m3的邻二甲苯负荷下进行。为了氧化邻二甲苯/萘混合物,通常已经开发催化剂以使它们特别好地适合特定邻二甲苯/萘混合比或窄范围的邻二甲苯/萘混合比。若显著改变邻二甲苯/萘比,则PAn产率急剧降低,产物质量变得显著更差和/或催化剂的操作寿命受到不利影响。这在高邻二甲苯或萘负荷下特别显著。邻二甲苯和萘的总负荷越高,则可能的邻二甲苯/萘比的范围越小。
EP539878描述了一种在两层催化剂上氧化邻二甲苯/萘混合物的方法。使用10/90-90/10%的重量比且在单程中的最大总负荷在3000h-1的空速(GHSV)下为70g/标准m3。取决于催化剂和邻二甲苯/萘混合比,PAn产率为98.5-111.5重量%。
在EP744214中,在80g/标准m3的萘负荷和4标准m3/h空气下仅实现101重量%的PAn产率。
在EP1082317中所述两层催化剂情况下,在65-80g/标准m3和75重量%/25重量%邻二甲苯/萘混合物以及4标准m3/h空气下实现110重量%的PAn产率。没有改变邻二甲苯/萘比。
EP286448中的两层催化剂使用70g/标准m3萘和3000h-1的GHSV操作。然而,邻二甲苯/萘比对于各催化剂仅在100:0-50:50或50:50-0:100范围内变化。没有描述使用相同催化剂的更宽混合比变化。
对于甚至在至多100g/标准m3的非常高邻二甲苯负荷下在4标准m3/h空气下将邻二甲苯氧化成邻苯二甲酸酐描述了具有不止两个催化剂层的催化剂。实例是如EP1084115所述的用于将邻二甲苯氧化成PAn的三层催化剂体系。然而,这些催化剂不适合在至少80g/标准m3的总负荷下在约4标准m3/h空气下使用邻二甲苯/萘比的宽变化氧化邻二甲苯/萘混合物。
持续需要在高选择性下给出非常高转化率的气相氧化用催化剂。
本发明的目的是开发一种在至少80g/标准m3的总负荷下在约4标准m3/h空气下氧化萘或邻二甲苯/萘混合物的催化剂,其中邻二甲苯/萘比可以在高PAn产率和良好产物质量下在非常宽的范围内变化。
该目的由一种用于将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐的多层催化剂实现,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且各催化剂层的碱金属含量在流动方向上逐层降低。
因此,本发明提供了一种用于将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐的多层催化剂,其包含至少3个催化剂层,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且具有经选择以满足如下条件的碱金属含量:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%,以及
c)位于催化剂层A和Z之间的催化剂层具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-90%,其中各催化剂层的碱金属含量高于在流动方向上后一催化剂层的碱金属含量。
在本发明的优选实施方案中,该多层催化剂具有3、4或5层。特别优选3层和4层催化剂。
本发明的多层催化剂例如可以用于避免高热点温度,合适的话与合适的上游和/或下游床组合并且也与中间层一起,其中上游和/或下游床和中间层通常能够包含催化非活性材料或活性较差的材料。
本发明的另一优选实施方案是一种用于将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐的4层催化剂,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且选择各催化剂层的碱金属含量以满足如下条件:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层B具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的60-90%,
c)在流动方向上位于催化剂层B之后的催化剂层C具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-59%,
d)在流动方向上位于催化剂层C之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%。
本发明的催化剂通常为涂布催化剂,其中催化活性组合物以壳的形式施用于惰性载体材料上。
作为惰性载体材料,可以使用基本上所有现有技术中可以有利地用于生产用于将芳族烃氧化成醛、羧酸和/或羧酸酐的涂布催化剂的载体材料,例如石英(SiO2)、瓷料、氧化镁、二氧化锡、碳化硅、金红石、矾土(Al2O3)、硅酸铝、滑石(硅酸镁)、硅酸锆、硅酸铈或这些载体材料的混合物。催化剂载体例如可以以球、环、粒料、螺旋物、管状物、挤出物或压碎材料形式使用。这些催化剂载体的尺寸对应于常用于生产用于芳族烃气相反应的涂布催化剂的催化剂载体。优选使用直径为3-6mm的球形式或外径为5-9mm、长度为3-8mm且壁厚为1-2mm的环形式的滑石。
本发明催化剂包含催化活性组合物,该组合物至少包含氧化钒和二氧化钛且可以以一层或多层施用于载体材料上。各层可以在其组成上不同。
催化活性组合物优选基于催化活性组合物的总量包含以V2O5计算为1-40重量%的氧化钒和以TiO2计算为60-99重量%的二氧化钛。在优选实施方案中,催化活性组合物可以进一步包含以Cs计算为至多1重量%的铯化合物,以P计算为至多1重量%的磷化合物和以Sb2O3计算为至多10重量%氧化锑。催化活性组合物的化学组成的所有数字基于该组合物的煅烧状态,例如在该催化剂于450°C下煅烧1小时之后。
二氧化钛通常以锐钛矿形式用于催化活性组合物。二氧化钛优选具有15-60m2/g,尤其是15-45m2/g,特别优选13-28m2/g的BET表面积。所用二氧化钛可以包含单一的二氧化钛或二氧化钛混合物。在后一情况下,BET表面积的值为各二氧化钛贡献值的加权平均。所用二氧化钛有利地包含例如BET表面积为5-15m2/g的TiO2和BET表面积为15-50m2/g的TiO2的混合物。
合适的钒源尤其是五氧化二钒和偏钒酸铵。合适的锑源是各种锑氧化物。尤其是三氧化锑。钒和锑也可以以锑酸钒化合物形式使用。引入至少一层的活性组合物中的锑酸钒可以通过使任何钒和锑化合物反应而制备。优选氧化物直接反应而形成混合物氧化物或锑酸钒。锑酸钒可以具有各种钒/锑摩尔比且任选还包含其他钒或锑化合物以及可以与其他钒或锑化合物混合使用。
可能的磷源尤其是磷酸、亚磷酸、次磷酸、磷酸铵或磷酸酯以及尤其是磷酸二氢铵。可能的铯源是氧化物或氢氧化物或可以热转化成氧化物的盐,例如羧酸盐,尤其是乙酸盐、丙二酸盐或草酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐或硝酸盐。
除了任选的添加剂铯和磷外,许多用作例如通过降低或提高该催化剂的活性而影响其活性和选择性的促进剂的其他氧化化合物可以少量包含在催化活性组合物中。该类促进剂的实例是碱金属,尤其是上述铯以及锂、钾和铷,它们通常以其氧化物或氢氧化物形式使用,氧化铊(I),氧化铝,氧化锆,氧化铁,氧化镍,氧化钴,氧化锰,氧化锡,氧化银,氧化铜,氧化铬,氧化钼,氧化钨,氧化铱,氧化钽,氧化铌,氧化砷,氧化锑,氧化铈。
在所述促进剂中,优选铌和钨的氧化物作为添加剂,其量基于催化活性组合物为0.01-0.50重量%。
该涂敷催化剂的层有利地通过将TiO2和V2O5的悬浮液喷雾于流体化载体上而施用,该悬浮液任选包含上述促进剂元素源。在涂布操作之前,优选将该悬浮液搅拌足够长的时间,例如2-30小时,尤其是12-25小时,以将悬浮固体的附聚物打碎并得到均匀悬浮液。该悬浮液通常具有20-50重量%的固体含量。悬浮介质通常为含水的,例如水本身或与水溶混性有机溶剂如甲醇、乙醇、异丙醇、甲酰胺等的含水混合物。
通常向该悬浮液中加入有机粘合剂,优选丙烯酸-马来酸、乙酸乙烯酯-月桂酸乙烯酯、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯或乙酸乙烯酯-乙烯的共聚物,有利的是呈水分散体形式。粘合剂可以作为固体含量例如为35-65重量%的水分散体市购。该类粘合剂分散体的用量基于该悬浮液的重量通常为2-45重量%,优选5-35重量%,特别优选7-20重量%。
例如在流化床或移动床设备中将载体在上升气流,尤其是空气中流化。该设备通常包括锥形或球形容器,流化气体经由浸入管从下面或从上面引入该容器中。经由喷嘴从上面、从侧面或从下面将该悬浮液喷雾于流化床上。有利的是使用排列在中央或者绕浸入管同心排列的提升管。在提升管中将载体颗粒向上输送的较高气体速率占主导。在外环中,气体速率仅稍高于疏散速度。颗粒因此以环形模式垂直移动。合适的流化床设备例如描述于DE-A4006935中。
当用催化活性组合物涂布催化剂载体时,通常使用20-500°C的涂布温度,其中涂布能够在大气压力下或在减压下进行。涂布通常在0-200°C,优选20-150°C,尤其是60-120°C下进行。
催化活性组合物的层厚通常为0.02-0.2mm,优选0.05-0.15mm。该催化剂中活性组合物的比例通常为5-25重量%,大多数情况下为7-15重量%。
作为在>200°C至500°C的温度下热处理以此方式得到的催化剂前体的结果,该粘合剂因热分解和/或燃烧而从施加的层释放。热处理优选在气相氧化反应器中就地进行。
代替各种催化剂的所述层,还可以通过在一层到下一层的过渡处插入包含相邻催化剂的混合物的区而获得各层之间的假连续过渡并因此获得碱金属含量的有效均匀降低。
催化剂层A的床长度优选为反应器中总催化剂填充高度的10-50%,特别优选15-30%。催化剂层A和B或A、B和C的床高度有利地为总催化剂填充高度的60-95%。典型的反应器具有的填充高度为250-350cm。需要的话,各催化剂层也可以分布在多个反应器上。
本发明催化剂特别适合在80-100g/标准m3的总负荷和约4标准m3/h的空气流下将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐。
本发明进一步提供了一种使用包含至少3个催化剂层的多层催化剂将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐的方法,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且具有经选择以满足如下条件的碱金属含量:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%,以及
c)位于催化剂层A和Z之间的催化剂层具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-90%,其中各催化剂层的碱金属含量高于在流动方向上后一催化剂层的碱金属含量。
本发明的优选实施方案是一种使用一种4层催化剂将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐的方法,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且选择各催化剂层的碱金属含量以满足如下条件:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层B具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的60-90%,
c)在流动方向上位于催化剂层B之后的催化剂层C具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-59%,
d)在流动方向上位于催化剂层C之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%。
本发明进一步提供了一种包含至少3个催化剂层的多层催化剂在将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐中的用途,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且具有经选择以满足如下条件的碱金属含量:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%,以及
c)位于催化剂层A和Z之间的催化剂层具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-90%,其中各催化剂层的碱金属含量高于在流动方向上后一催化剂层的碱金属含量。
本发明的优选实施方案是一种4层催化剂在将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐中的用途,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且选择各催化剂层的碱金属含量以满足如下条件:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层B具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的60-90%,
c)在流动方向上位于催化剂层B之后的催化剂层C具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-59%,
d)在流动方向上位于催化剂层C之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%。
实施例
生产第一催化剂层CL1:
在流化床涂布机中将2000g外径为8mm、长度为6mm且壁厚为1.5mm的滑石环(硅酸镁)在90°C下用900g如下组分的悬浮液喷雾:662.8g锐钛矿(Fuji TA100°C,BET表面积:20m2/g),29.52g五氧化二钒,78.48g草酸,0.62g硫酸钾,8.31g硫酸铯,1.39g五氧化铌,0.79g磷酸二氢铵,212.9g甲酰胺,1000g水和67.5g粘合剂(重量比为75/25的丙烯酸-马来酸共聚物,呈固体含量为49.4重量%的聚合物水溶液形式;该粘合剂的制备描述于EP1091806中)。以此方式施用的催化活性组合物包含0.03重量%磷(以P计算),4.22重量%钒(以V2O5计算),0.87重量%铯(以Cs计算),0.2重量%Nb(以Nb2O5计算),0.04重量%K(以K计算)和94.68重量%二氧化钛。活性组合物在450°C下煅烧1小时后的含量为8.9%。
生产第二催化剂层CL2:
该催化剂通过与CL1相比改变悬浮液组成而生产。以此方式施用的催化活性组合物包含0.03重量%磷(以P计算),4.22重量%钒(以V2O5计算),0.67重量%铯(以Cs计算),0.2重量%Nb(以Nb2O5计算),0.03重量%K(以K计算)和94.85重量%二氧化钛。活性组合物在450°C下煅烧1小时后的含量为8.8%。
生产第三催化剂层CL3:
该催化剂通过与CL1相比改变悬浮液组成而生产。以此方式施用的催化活性组合物包含0.03重量%磷(以P计算),4.22重量%钒(以V2O5计算),0.45重量%铯(以Cs计算),0.2重量%Nb(以Nb2O5计算),0.02重量%K(以K计算)和95.1重量%二氧化钛。活性组合物在450°C下煅烧1小时后的含量为9.0%。
生产第四催化剂层CL4:
该催化剂通过与CL1相比改变悬浮液组成而生产。以此方式施用的催化活性组合物包含0.02重量%磷(以P计算),4.22重量%钒(以V2O5计算),0.00重量%铯(以Cs计算),0.2重量%Nb(以Nb2O5计算),0.00重量%K(以K计算)和95.56重量%二氧化钛。活性组合物在450°C下煅烧1小时后的含量为9.6%。
将邻二甲苯氧化成邻苯二甲酸酐的说明
将邻二甲苯催化氧化成邻苯二甲酸酐在管内径为25mm且借助盐浴冷却的管式反应器中进行。为了记录温度曲线,对该反应器管装备热电偶。使邻二甲苯(纯度约99重量%)或萘(纯度约97.5重量%)负荷为0-85g/标准m3的4.0标准m3/h空气通过各管。PAn产率在反应器出口气体中测量且记录为基于100%纯邻二甲苯或100%纯萘的重量%(kg PAn/kg反应的邻二甲苯或萘)。
结果和实施例
实施例1(根据本发明):
床长度分布:滑石预备床/CL1/CL2/CL3/CL45cm/80cm/80cm/90cm/90cm
在80g/标准m3的萘负荷,4标准m3/h空气和360°C的盐浴温度下,分别实现105.6重量%的PAn产率以及0.00重量%和0.53重量%的苯酞和萘醌含量。对于邻二甲苯和萘的50:50混合物,在80g/标准m3的总负荷、4标准m3/h空气和362°C的盐浴温度下,分别实现110.1重量%的PAn产率以及0.06重量%和0.41重量%的苯酞和萘醌含量。在30g/标准m3的萘负荷和55g/标准m3的邻二甲苯负荷(总负荷:85g/标准m3)、4标准m3/h空气和362°C的盐浴温度下,分别实现111.0重量%的PAn产率以及0.11重量%和0.34重量%的苯酞和萘醌含量。在至少80g/标准m3的总负荷、4标准m3/h空气下,邻二甲苯/萘比因此可以在0:100%-65:35%范围内变化,同时维持高PAn产率和良好的产物范围(低产率的苯酞和萘醌)。热点温度对所有进料组成低于450°C。
实施例2(非本发明):
床长度分布:滑石预备床/CL1/CL2/CL3/CL420cm/100cm/0cm/90cm/100cm
在80g/标准m3的萘负荷,4标准m3/h空气和358°C的盐浴温度下,分别实现104.7重量%的PAn产率以及0.00重量%和0.55重量%的苯酞和萘醌含量。对于邻二甲苯和萘的50:50混合物,在80g/标准m3的总负荷、4标准m3/h空气和364°C的盐浴温度下,分别实现109.6重量%的PAn产率以及0.03重量%和0.31重量%的苯酞和萘醌含量。热点温度对所有进料组成低于450°C。当进料组成进一步改变至萘负荷为30g/标准m3且邻二甲苯负荷为55g/标准m3(总负荷:85g/标准m3)时,热点温度升至465°C以上。该催化剂在该进料组成下不能以稳定方式操作。在至少80g/标准m3的总负荷、4标准m3/h空气下,若要得到高PAn产率和良好产物范围(低产率的苯酞和萘醌),则邻二甲苯/萘比因此仅可以在0:100%-50:50%范围内变化。

Claims (7)

1.一种用于将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐的多层催化剂,其包含至少3个催化剂层,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且具有经选择以满足如下条件的碱金属含量:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%,以及
c)位于催化剂层A和Z之间的催化剂层具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-90%,其中各催化剂层的碱金属含量高于在流动方向上后一催化剂层的碱金属含量。
2.根据权利要求1的多层催化剂,其具有四层,其中选择各催化剂层的碱金属含量以满足如下条件:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层B具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的60-90%。
c)在流动方向上位于催化剂层B之后的催化剂层C具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-59%,
d)在流动方向上位于催化剂层C之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%。
3.根据权利要求1或2的多层催化剂,其中所述催化剂层A的床长度为所述反应器中总催化剂填充高度的10-50%。
4.一种使用包含至少3个催化剂层的多层催化剂将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐的方法,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且具有经选择以满足如下条件的碱金属含量:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%,以及
c)位于催化剂层A和Z之间的催化剂层具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-90%,其中各催化剂层的碱金属含量高于在流动方向上后一催化剂层的碱金属含量。
5.根据权利要求4的方法,其使用4层催化剂,其中选择各催化剂层的碱金属含量以满足如下条件:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层B具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的60-90%,
c)在流动方向上位于催化剂层B之后的催化剂层C具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-59%,
d)在流动方向上位于催化剂层C之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%。
6.一种包含至少3个催化剂层的多层催化剂在将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐中的用途,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且具有经选择以满足如下条件的碱金属含量:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%,以及
c)位于催化剂层A和Z之间的催化剂层具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-90%,其中各催化剂层的碱金属含量高于在流动方向上后一催化剂层的碱金属含量。
7.一种4层催化剂在将萘或邻二甲苯/萘混合物氧化成邻苯二甲酸酐中的用途,其中各催化剂层包含氧化钒和二氧化钛且选择各催化剂层的碱金属含量以满足如下条件:
a)一个催化剂层A的碱金属含量最高,
b)在流动方向上位于催化剂层A之后的催化剂层B具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的60-90%,
c)在流动方向上位于催化剂层B之后的催化剂层C具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的30-59%,
d)在流动方向上位于催化剂层C之后的催化剂层Z具有的碱金属含量为催化剂层A的碱金属含量的0-10%。
CN201180032801.0A 2010-06-30 2011-06-28 用于制备邻苯二甲酸酐的多层催化剂以及制备邻苯二甲酸酐的方法 Active CN102958605B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10167826.6 2010-06-30
EP10167826 2010-06-30
PCT/IB2011/052831 WO2012001620A1 (de) 2010-06-30 2011-06-28 Mehrlagenkatalysator zur herstellung von phthalsäureanhydrid und verfahren zur herstellung von phthalsäureanhydrid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102958605A true CN102958605A (zh) 2013-03-06
CN102958605B CN102958605B (zh) 2016-12-14

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101130535A (zh) * 2006-08-25 2008-02-27 中国石油化工股份有限公司 一种邻苯二甲酸酐的制备方法
CN101448571A (zh) * 2006-05-19 2009-06-03 巴斯夫欧洲公司 用于制备羧酸和/或羧酸酐的催化剂体系
CN101472680A (zh) * 2006-06-20 2009-07-01 巴斯夫欧洲公司 制备羧酸和/或羧酸酐的催化剂体系和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101448571A (zh) * 2006-05-19 2009-06-03 巴斯夫欧洲公司 用于制备羧酸和/或羧酸酐的催化剂体系
CN101472680A (zh) * 2006-06-20 2009-07-01 巴斯夫欧洲公司 制备羧酸和/或羧酸酐的催化剂体系和方法
CN101130535A (zh) * 2006-08-25 2008-02-27 中国石油化工股份有限公司 一种邻苯二甲酸酐的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013537476A (ja) 2013-10-03
JP5879342B2 (ja) 2016-03-08
DE112011102205A5 (de) 2013-06-27
WO2012001620A1 (de) 2012-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103025424B (zh) 用于使邻二甲苯和/或萘氧化成邻苯二甲酸酐的催化剂
US7371893B2 (en) Production of aldehydes, carboxylic acids and/or carboxylic acid anhydrides by means of catalysts containing vanadium oxide, titanium dioxide, and antimony oxide
US20110124885A1 (en) Multilayer catalyst having vanadium antimonate in at least one catalyst layer for preparing carboxylic acids and/or carboxylic anhydrides and process for preparing phthalic anhydride having a low hot spot temperature
US8859459B2 (en) Multilayer catalyst for preparing phthalic anhydride and process for preparing phthalic anhydride
CN105339337A (zh) 制备邻苯二甲酸酐的方法
TWI423955B (zh) 利用緩和層之氣相氧化反應方法
US9029289B2 (en) Catalyst for preparing carboxylic acids and/or carboxylic anhydrides
US20110230668A1 (en) Catalyst for gas phase oxidations based on low-sulfur and low-calcium titanium dioxide
CN105992644A (zh) 用于将邻二甲苯和/或萘氧化成邻苯二甲酸酐的催化剂体系
US10710054B2 (en) Multi-zoned catalyst system for oxidation of o-xylene and/or naphthalene to phthalic anhydride
US9212157B2 (en) Catalyst for the oxidation of o-xylene and/or naphthalene to phthalic anhydride
JP6563410B2 (ja) o−キシロールおよび/またはナフタレンをフタル酸無水物に酸化する触媒系
CN105339338B (zh) 起动气相氧化反应器的方法
JP6050224B2 (ja) 無水フタル酸を製造するための気相酸化反応器の制御方法
CN102958605B (zh) 用于制备邻苯二甲酸酐的多层催化剂以及制备邻苯二甲酸酐的方法
CN102958605A (zh) 用于制备邻苯二甲酸酐的多层催化剂以及制备邻苯二甲酸酐的方法
JP5856089B2 (ja) 硫黄とカルシウムの含量が少ない二酸化チタン系気相酸化用触媒
CN104487164A (zh) 制备羧酸和/或羧酸酐的催化剂
JPS6121729A (ja) 芳香族化合物酸化用触媒

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant