способ длительного проведения гетерогенно катализированного частичного окисления в газовой фазе пропена в акриловую кислоту

Формула изобретения

1. Способ длительного проведения гетерогенно катализированного частичного окисления в газовой фазе пропена в акриловую кислоту, при котором содержащую пропен, молекулярный кислород и, по меньшей мере, один инертный газ исходную реакционную газовую смесь 1, содержащую молекулярный кислород и пропен в молярном соотношении O₂:С₃Н₆ 1, сначала на первой стадии реакции пропускают при повышенной температуре через первый катализаторный неподвижный слой 1, катализаторы которого выполнены таким образом, что их активная масса представляет собой, по меньшей мере, один оксид мультиметаллов, содержащий молибден и/или вольфрам, а также, по меньшей мере, один из элементов группы, включающей висмут, теллур, сурьму, олово и медь, таким образом, что конверсия пропена при одноразовом проходе составляет 93 мол.% и связанная с этим селективность образования акролеина, а также образования побочного продукта акриловой кислоты вместе составляет 90 мол.%, температуру покидающей первую реакционную стадию продуктовой газовой смеси 1 посредством прямого и/или косвенного охлаждения, в случае необходимости, снижают и к продуктовой газовой смеси 1, в случае необходимости, добавляют молекулярный кислород и/или инертный газ, и после этого продуктовую газовую смесь 1 в качестве содержащей акролеин, молекулярный кислород и, по меньшей мере, один инертный газ исходной реакционной смеси 2, которая содержит молекулярный кислород и акролеин в молярном соотношении О₂:C₃H₄O 0,5, на второй стадии реакции при повышенной температуре пропускают через второй катализаторный неподвижный слой 2, катализаторы которого выполнены так, что их активная масса представляет собой, по меньшей мере, один оксид мультиметаллов, содержащий элементы молибден и ванадий, таким образом, что конверсия акролеина при одноразовом проходе составляет 90 мол.% и селективность результирующегося на обеих стадиях образования акриловой кислоты, в пересчете на превращенный пропен, составляет 80 мол.% и при котором в течение времени повышают температуру каждого неподвижного катализаторного слоя независимо друг от друга, при этом частичное окисление в газовой фазе, по меньшей мере, один раз прерывают и при температуре катализаторного неподвижного слоя 1 от 250 до 550°С и температуре катализаторного неподвижного слоя 2 от 200 до 450°С состоящую из молекулярного кислорода, инертного газа и, в случае необходимости, водяного пара газовую смесь G пропускают сначала через катализаторный неподвижный слой 1, затем, в случае необходимости, через промежуточный охладитель и в заключение через катализаторный неподвижный слой 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одно прерывание осуществляют прежде, чем повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 2 составляет 8 или 10°С, причем длительное повышение температуры, составляющее 8 или 10°С, имеется тогда, когда при нанесении фактического протекания температуры катализаторного неподвижного слоя в течение времени на проложенной через точки измерения уравнительной кривой по разработанному Лежандром и Гауссом методу наименьшей суммы квадратов погрешностей достигнуто повышение температуры 8 или 10°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время, в течение которого газовую смесь G пропускают через катализаторные неподвижные слои, составляет от 2 до 120 ч.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что газовая смесь G, которую пропускают через катализаторные неподвижные слои, содержит, по меньшей мере, 4 об.% кислорода.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что активная масса катализаторов катализаторного неподвижного слоя 1 представляет собой, по меньшей мере, один оксид мультиметаллов общей формулы I,



в которой переменные имеют следующее значение:

X¹ = никель и/или кобальт,

Х² = таллий, щелочной металл и/или щелочноземельный металл,

X³ = цинк, фосфор, мышьяк, бор, сурьма, олово, церий, свинец и/или вольфрам,

X⁴ = кремний, алюминий, титан и/или цирконий,

а=0,5 до 5,

b=0,01 до 5, предпочтительно 2 до 4,

с=0 до 10, предпочтительно 3 до 10,

d=0 до 2, предпочтительно 0,02 до 2,

е=0 до 8, предпочтительно 0 до 5,

f=0 до 10 и

n = означает число, которое определяется валентностью и количеством отличных от кислорода элементов в формуле I.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что активная масса катализаторов катализаторного неподвижного слоя 2 представляет собой, по меньшей мере, один оксид мультиметаллов общей формулы IV,



в которой переменные имеют следующее значение:

X¹=W, Nb, Та, Cr и/или Се,

X² =Cu, Ni, Co, Fe, Mn и/или Zn,

X³=Sb и/или Bi,

X⁴ = один или несколько щелочных металлов,

X⁵ = один или несколько щелочноземельных металлов,

X⁶=Si, Al, Ti и/или Zr,

а=1 до 6,

b=0,2 до 4,

с=0,5 до 18,

d=0 до 40,

е=0 до 2,

f=0 до 4,

g=0 до 40 и

n = означает число, определяемое валентностью и количеством отличных от кислорода элементов в IV.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрузка пропеном катализаторного неподвижного слоя 1 составляет 90 нл/л·ч.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрузка пропеном катализаторного неподвижного слоя 1 составляет 130 нл/л·ч.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание пропена в реакционной исходной газовой смеси 1 составляет от 7 до 15 об.%.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание пропена в реакционной исходной газовой смеси 1 составляет от 8 до 12 об.%.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание акролеина в реакционной исходной газовой смеси 2 составляет от 6 до 15 об.%.

11. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 1 в течение времени осуществляют таким образом, что содержание пропена в продуктовой газовой смеси 1 первой реакционной стадии не превышает 10000 вес. млн.ч.

12. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 1 в течение времени осуществляют таким образом, что конверсия пропена при одноразовом проходе реакционной газовой смеси 1 через катализаторный неподвижный слой 1 не опускается ниже 94 мол.%.

13. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 2 в течение времени осуществляют таким образом, что содержание акролеина в продуктовой газовой смеси второй реакционной стадии не превышает 1500 вес. млн.ч.

14. Способ по п.11, отличающийся тем, что повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 2 в течение времени осуществляют таким образом, что содержание акролеина в продуктовой газовой смеси второй реакционной стадии не превышает 1500 вес. млн.ч.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 2 по времени осуществляют таким образом, что содержание акролеина в продуктовой газовой смеси второй реакционной стадии не превышает 1500 вес. млн.ч.

16. Способ по одному из пп.1-10, 14 и 15, отличающийся тем, что повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 2 в течение времени осуществляют таким образом, что конверсия акролеина при одноразовом проходе реакционной газовой смеси через катализаторный неподвижный слой 2 не снижается ниже 92 мол.%.

17. Способ по п.11, отличающийся тем, что повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 2 в течение времени осуществляют таким образом, что конверсия акролеина при одноразовом проходе реакционной газовой смеси через катализаторный неподвижный слой 2 не снижается ниже 92 мол.%.

18. Способ по п.12, отличающийся тем, что повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 2 в течение времени осуществляют таким образом, что конверсия акролеина при одноразовом проходе реакционной газовой смеси через катализаторный неподвижный слой 2 не снижается ниже 92 мол.%.

19. Способ по п.13, отличающийся тем, что повышение температуры катализаторного неподвижного слоя 2 по времени осуществляют таким образом, что конверсия акролеина при одноразовом проходе реакционной газовой смеси через катализаторный неподвижный слой 2 не снижается ниже 92 мол.%.

20. Способ по одному из пп.1-10, 14, 15 и 17-19, отличающийся тем, что обе реакционные стадии осуществляют в одном кожухотрубном реакторе.

21. Способ по п.11, отличающийся тем, что обе реакционные стадии осуществляют в одном кожухотрубном реакторе.

22. Способ по п.12, отличающийся тем, что обе реакционные стадии осуществляют в одном кожухотрубном реакторе.

23. Способ по п.13, отличающийся тем, что обе реакционные стадии осуществляют в одном кожухотрубном реакторе.

24. Способ по п.16, отличающийся тем, что обе реакционные стадии осуществляют в одном кожухотрубном реакторе.

Описание изобретения к патенту

Текст описания приведен в факсимильном виде.