專利名稱：在氣相中合成乙酸乙烯酯的反應(yīng)器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備單體乙酸乙烯酯(VAM)的合成反應(yīng)器，在該反應(yīng)器中，氣態(tài)乙烯和氣態(tài)乙酸以及氧氣或含有氧氣的氣體進行催化反應(yīng)，所述合成反應(yīng)器是壁式反應(yīng)器，其中，催化合成在多個反應(yīng)室中進行，所述反應(yīng)室相對于自由流動橫截面在至少一個尺寸上小于2000μm，優(yōu)選小于1000μm，并且其間接冷卻的壁上涂敷有鈀-金催化劑。
從乙烯合成乙酸乙烯酯的方法在相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中有所描述。為此，乙烯、乙酸和分子氧氣或含有O2的氣體，任選在加入惰性氣體例如CO2情況下，在100℃到250℃的溫度和升高的壓力下，在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)。這是通過將工藝氣體通過催化劑料床而實現(xiàn)的。對于該強放熱反應(yīng)，通常使用在氧化物載體上含有鈀、金和堿金屬的催化劑。催化劑以成型體的形狀例如球形、粒狀物、片材或擠出物存在，在其上將催化活性物質(zhì)涂布成殼狀外區(qū)。
EP 1 106 247 B1描述了一種這樣的方法和一種合適的催化劑，其中載體催化劑理想的Pd-份額為0.3到4.0重量％，和Au含量為0.1到2.0重量％。記載了載體上的催化劑厚度最大為1mm，優(yōu)選小于0.5mm。在EP 1 106 247 B1中提及生產(chǎn)能力(在其說明書中稱為活性)，最大為225.5gVAM/kgKat*h。在該說明書中雖然提及了高選擇性，但沒有描述或定量化與所選擇的載體催化劑或制備方法的關(guān)系。在EP 0987 058 B1中描述了一種基于二氧化硅的載體催化劑，其具有特別的載體形狀。
在DE 190 20 390中提及多種在現(xiàn)有技術(shù)中已知用于合成的催化劑。在DE 198 34 569 A1中建議摻雜鉿，這導致在9bar、170℃和0.5重量％Hf-載荷下高至1100gVAM/lKat*h的高生產(chǎn)能力。
DE 199 14 066公開一種催化劑，其中在載體本體中使用鋇或鎘作為摻雜元素以及多種金屬氧化物。從環(huán)境角度看，鎘是不利的。
此外由DE 196 19 961、EP 0 916 402 A1或EP 0 997 192 B1還獲悉，要優(yōu)化載體本體的外表形狀。已知壓制件、圓柱體、環(huán)和其它形狀，可以用于VAM-合成中。在EP 1 323 469 A3中描述一種成型體，作為熱解制得的二氧化硅體，其具有特別的開口結(jié)構(gòu)。在EP 1 106247 B1中記載這種成型體的外尺寸為2-15mm。記載了載荷0.2-1.5重量％Au，0.3-4.0重量％Pd和3.5-10重量％乙酸鉀。
在EP 0 997 291 B1中提及由SiO2、Al2O3、TiO2和ZrO2的至少兩種組分組成的載體材料。根據(jù)所述說明書，該載體材料可以以任意形狀存在，例如以圓柱體、球形或環(huán)存在，其被制成條狀擠壓件、擠出物或片材。在EP 0 723 810 B1中還公開一種含有元素鋯和鈦的載體材料。該發(fā)明的優(yōu)點在于，實施例表明達到225gVAM/kgKat*h的生產(chǎn)能力。
現(xiàn)有技術(shù)中還已知和描述了在VAM-合成中形成一系列副產(chǎn)物。在DE 199 20 390中提及物質(zhì)CO2、乙酸乙酯和高沸點物，例如乙叉二乙酸酯、乙二醇及其乙酸酯或二乙酸亞乙基酯。在所述說明書中描述了一種催化劑，其通過加入釩而有利地影響對高沸點物的選擇性。
此外還已知，在生產(chǎn)乙酸乙烯酯時需要付出相當大的努力，以在合成步驟之后使產(chǎn)物與起始物(Edukten)和副產(chǎn)物分離。分離通常是通過合成后的蒸餾和其它步驟進行的，從而使物流分離。在DE 39 34614 A1中描述了乙酸乙烯酯合成，具有多個工藝步驟以進行后續(xù)的產(chǎn)物處理，其中，給出了1000-2000重量ppm作為乙酸乙酯已知的邊界值，并提及產(chǎn)物中要達到的乙酸乙酯殘留含量為150重量ppm。
在EP 0 072 484中公開一種方法，該方法通過將少量H2O加入乙酸乙烯酯循環(huán)流中并將其導入蒸餾中，從而導致改善的脫水。在DE 19825 254中描述了一種類似的純化方法，該方法中，除了水外，還向該循環(huán)流中加入了乙酸，從而實現(xiàn)使乙酸乙酯含量減小。該方法是合成下游的工藝步驟，通過額外的措施減小了副產(chǎn)物的形成。
仍然缺少一種既能夠具有高生產(chǎn)能力也能夠具有高催化劑選擇性的方法。對于選擇性而言，特別需要這樣的方法，該方法能抑制要高成本進行分離的副產(chǎn)物如乙酸乙酯的形成。
因此本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，并減少副產(chǎn)物的形成，同時達到高選擇性和生產(chǎn)能力。生產(chǎn)能力在此定義為單位質(zhì)量催化劑和時間所形成的乙酸乙烯酯質(zhì)量，單位為gVAM/kgKat*h，其中計算的催化劑質(zhì)量不包括粘合劑。根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法通過使用一種合成反應(yīng)器制備乙酸乙烯酯來解決現(xiàn)有技術(shù)的該問題，該反應(yīng)器中，氣態(tài)乙烯和乙酸以及氧氣或含有氧氣的氣體進行催化反應(yīng)，其中使用壁式反應(yīng)器作為合成反應(yīng)器。該壁式反應(yīng)器具有催化反應(yīng)在其中進行的多個反應(yīng)室。這些反應(yīng)室每個中的至少一個壁涂敷有催化劑，并間接冷卻。這樣選擇反應(yīng)室的尺寸，使得這些反應(yīng)室每個中的自由流動橫截面在至少一個尺寸上小于2000μm，優(yōu)選小于1000μm。
在裝置有利的技術(shù)方案中，反應(yīng)室由多個管或由堆疊的板構(gòu)成，它們具有多個間隙，其中所述管或間隙彼此可以具有任意取向，理想地彼此平行延展。
有利的是，在一個優(yōu)化的技術(shù)方案中，反應(yīng)室準確地僅一個尺寸小于2000μm，優(yōu)選小于1000μm。對于管狀反應(yīng)室而言，這是自由流動直徑，對于間隙狀反應(yīng)室而言，這是自由流動橫截面的間隙高度或間隙寬度。沒被設(shè)計為這種很小尺寸的其它尺寸的優(yōu)點在于，密封性、機械載荷和制造過程可以容易地加以控制。
本發(fā)明的裝置包括催化劑，該催化劑在氧化物載體材料上含有鈀、金和堿金屬化合物，并且通過粘合劑而粘附性涂布在反應(yīng)室的壁面上。
本發(fā)明催化劑的鈀含量為0.3～10重量％，優(yōu)選0.8～5重量％，而金含量為0.20～5重量％，優(yōu)選0.4～2.5重量％。在此，本發(fā)明的根本優(yōu)點即在于，可以實現(xiàn)比現(xiàn)有技術(shù)已知的成型體催化劑情況下高出許多的Pd和Au含量，進而高得多的生產(chǎn)能力。其原因一方面在于，由于催化劑粘附在反應(yīng)器壁上，并且器壁被金屬載體間接冷卻，從而實現(xiàn)了非常有利的熱消散。
另一方面，金屬可以分布在整個催化劑層上，因為由于載體材料層厚度小并且多孔性高，因此在反應(yīng)時不存在負面影響活性的物料傳輸阻力。不存在象成型體情況下常見的殼結(jié)構(gòu)。由該盡可能均勻的分布決定了催化劑層中的局部貴金屬濃度沒有局部過高，因此催化活性的金屬表面本身是最佳的，因此實現(xiàn)了高活性。
此外在本發(fā)明的合成反應(yīng)器中使用一種催化劑，其堿金屬含量為0.4～6，優(yōu)選1～4重量％堿金屬。作為堿金屬，優(yōu)選使用鉀，其優(yōu)選以其乙酸鹽形式存在。
在本發(fā)明裝置另一有利的技術(shù)方案中，所使用的催化劑含有一種或多種選自堿土金屬、鑭系元素、釩、鐵、錳、鈷、鎳、銅、鈰、鉑的元素，其中這些元素的總份額不超過3重量％。
本發(fā)明同樣包括在合成反應(yīng)器中使用含有氧化物載體材料的催化劑，所述載體材料含有選自SiO2、Al2O3、TiO2和ZrO2的氧化物作為主組分。在有利的技術(shù)方案中，所述載體材料含有其它氧化物作為副組分。作為天然的混合氧化物，例如可以使用膨潤土。
本發(fā)明裝置的一種有利實施方式在于，反應(yīng)室的基礎(chǔ)材料至少部分由不銹鋼構(gòu)成，并且催化劑在使用氧化物粘合劑或有機粘合劑情況下涂布到要涂敷的不銹鋼壁上。在此可以使用選自金屬氧化物溶膠、纖維素衍生物或堿金屬硅酸鹽，例如氧化硅溶膠、甲基纖維素或水玻璃的粘合劑。
本發(fā)明同樣包括一種使用上述反應(yīng)器的方法，其中該反應(yīng)器幾乎等溫運行，并且合成反應(yīng)器的入口和出口之間的最大溫度升高為5K，優(yōu)選為2K。該小的溫度升高不僅相對于入口和出口溫度之差給出，而且同樣適合于反應(yīng)器內(nèi)部的所有區(qū)域。對于在現(xiàn)有技術(shù)中使用的具有催化劑料床的管式反應(yīng)器而言，在單個反應(yīng)管中形成強的徑向溫度梯度，這在本發(fā)明的反應(yīng)器中不會出現(xiàn)，因為催化劑以壁涂層存在，并且通過強的間接壁冷卻而確保全面的、最佳的熱消散。
本發(fā)明方法的特征還在于，反應(yīng)室中的溫度為100～250℃，優(yōu)選150～200℃，其中壓力范圍為1～12bar，優(yōu)選絕壓為6～10bar。
有利地，本發(fā)明方法可以在爆炸性工藝狀態(tài)下進行，由于達到爆炸性狀態(tài)，因而不必考慮對最佳運行參數(shù)的限制。爆炸性狀態(tài)是指具有這樣組成的氣體混合物，在工藝中存在的條件如壓力和溫度下在確定體積中會發(fā)生爆炸。工業(yè)上特別重要的是氧氣的爆炸下限，在US3,855,280中一般將其定量化為8％。用本發(fā)明的方法包括這樣的工藝狀態(tài)，在該狀態(tài)下，工藝氣體中存在超過7體積％的O2含量。
本發(fā)明還包括在進行乙酸乙烯酯合成的反應(yīng)器中使用的催化劑，其特征在于，催化劑的鈀含量為0.5～10重量％，優(yōu)選為0.8～5重量％。在催化劑有利的組成中，催化劑的金含量為0.25～5重量％，優(yōu)選為0.4～2.5重量％。在本發(fā)明催化劑另一有利的組成中，催化劑的鉀含量為0.5～10重量％，優(yōu)選1～4重量％。
此外，在一種有利的技術(shù)方案中，本發(fā)明的催化劑含有一種或多種選自堿土金屬、鑭系元素、釩、鐵、錳、鈷、鎳、銅、鈰、鉑的元素，其中這些元素的總份額不超過3重量％。
在有利的技術(shù)方案中，本發(fā)明催化劑的載體材料含有氧化物材料，具有選自SiO2、Al2O3、TiO2和ZrO2的氧化物，其中在一種有利的技術(shù)方案中，所述載體材料還含有其它氧化物作為副組分。作為天然的混合氧化物，例如可以使用膨潤土。
一種有利的進一步改進在于，該催化劑層通過氧化物粘合劑或有機粘合劑涂布在反應(yīng)室壁上，其中所述粘合劑在催化劑層中的份額為0-50重量％，優(yōu)選使用選自金屬氧化物溶膠、纖維素衍生物或堿金屬硅酸鹽，例如氧化硅溶膠、甲基纖維素或水玻璃的粘合劑。
本發(fā)明催化劑一種優(yōu)化的技術(shù)方案在于，所有上述摻雜元素和活化元素都均勻分布在催化劑層的總體積中，不存在如現(xiàn)有技術(shù)已知的殼催化劑中常見的分層。
為了研究本發(fā)明的裝置，類似EP 1 008 385 A1中的制法來制備催化劑，其中使用含SiO2的粉末狀載體，其組成與常見的散料催化劑載體一致。接下來將催化劑涂布到兩個具有腹板的不銹鋼板上，并用乙酸鉀活化。所述對板這樣彼此連接，使得催化劑層彼此相對，并形成約500μm的間隙。將該對板置于耐壓的反應(yīng)器中，其用油進行加熱，并在155℃幾乎完全等溫下運行。溫度升高小于1K，其中，測量沿著流動路徑的5個測量點。
反應(yīng)器中的壓力范圍為5bar～9bar絕壓。氣態(tài)計量加入乙烯、氧氣、甲烷和氦氣，其中甲烷用作分析用的內(nèi)標物。液態(tài)計量加入乙酸，并在反應(yīng)器之前進行蒸發(fā)。進入反應(yīng)器的氣體混合物具有以下組成，以體積百分數(shù)表示63.2％乙烯、5.7％氧氣、4.2％甲烷、9.6％氦氣和17.2％乙酸。最初在沒有氧氣情況下開始測試，不過經(jīng)過一小時后，氧氣含量可以快速升高到標準含量。通過氣相色譜和CO2檢測器進行分析。
在首次實驗中，其結(jié)果表示在表1中，研究了生產(chǎn)能力與催化劑的鈀和金含量的關(guān)系。該測量在5bar和在9bar下以及在兩種不同氣體載荷情況下在催化劑床中進行。氣體載荷以單位催化劑質(zhì)量和時間的產(chǎn)物氣體體積來測量，單位為lVAM/kgKat*h，其中僅考慮活性的催化劑物料，亦即沒有粘合劑份額。在此使用按照以上所述方法制得的催化劑。
表1貴金屬含量對生產(chǎn)能力的影響從表1可以看到，生產(chǎn)能力隨Pd-Au-含量升高而升高。雖然現(xiàn)有技術(shù)有時報道高值原則上是有利的，但認為缺少相應(yīng)的實驗或?qū)嵤├诔Ｒ?guī)方法中不能用這種活性的催化劑控制溫度。在此可以看到本發(fā)明的一個優(yōu)點，由于高Pd-Au-載荷引起的溫度升高不再限制本方法。
在實驗2中研究了本發(fā)明反應(yīng)器在催化劑床中多種氣體載荷情況下的行為。
表2Pd/Au-壁催化劑的氣體載荷(0.83％Pd/0.36％Au)對生產(chǎn)能力的影響，1)測量值，也參見表3從表2可以看到，本發(fā)明的優(yōu)點在于，在直到約12,000l/kg*h的氣體載荷下運行本方法。本發(fā)明反應(yīng)器中的壓力損失由于沒有偏離和干擾的流動而明顯小于具有催化劑料床的已知管式反應(yīng)器中的壓力損失。氣體載荷在12,000l/kg*h以上進一步升高基本上沒有使生產(chǎn)能力明顯升高。
與實驗3中的認識(其中實現(xiàn)了升高的Pd-Au-含量、升高的壓力和升高的氣體載荷)一起還看到，這三個參數(shù)都對生產(chǎn)能力有正面影響，它們的改變不受本發(fā)明反應(yīng)器或方法的限制。
表3不同Pd含量下運行壓力和氣體載荷對生產(chǎn)能力的影響在實驗4中研究了方法的溫度依賴性，其中對乙酸乙烯酯的選擇性以乙烯計，生產(chǎn)能力涉及乙酸乙烯酯。發(fā)現(xiàn)，對于選擇性，經(jīng)過了一個最佳值，例如，在壓力為9bar和所選擇的催化劑載荷為0.83重量％Pd和0.36重量％Au情況下，最佳范圍為160℃～170℃，其中選擇性可達到接近98％。隨著溫度進一步升高，生產(chǎn)能力也升高，因此在該低的Pd-Au-載荷下，在185℃下的生產(chǎn)能力至多達到1,400gVAM/kgKat*h。
表4在p＝9bar和氣體載荷＝24,000l/kg*h下運行溫度的影響(壁催化劑含有0.83％Pd/0.36％Au)在實驗5中研究在爆炸性氣體狀態(tài)下通過提高氧氣濃度來運行本發(fā)明方法。測試條件3和4的O2-C2H4-比例落在爆炸性范圍內(nèi)。由此可以看到本發(fā)明的優(yōu)點在于，為了提高生產(chǎn)能力，完全可以針對性地調(diào)節(jié)爆炸性工藝狀態(tài)，從而實現(xiàn)對方法的優(yōu)化。
表5在p＝5bar和氣體載荷＝12,000l/kg*h下，升高O2濃度對VAM的生產(chǎn)能力的作用(壁催化劑含有0.83％Pd/0.36％Au)在實驗6中研究了層厚度對乙酸乙烯酯的生產(chǎn)能力和面積-時間-產(chǎn)率的影響。在增加層厚度情況下幾乎恒定的催化劑比質(zhì)量活性表現(xiàn)出，層內(nèi)部的物料傳輸阻力僅扮演次要角色。本發(fā)明的另一優(yōu)點還在于，不必選擇貴金屬的殼狀分布，這與局部貴金屬濃度高因而貴金屬表面積低有關(guān)。
表6含有2.5質(zhì)量％Pd的壁催化劑的層厚度對VAM的面積時間產(chǎn)率的影響在較高的壁催化劑載荷情況下，觀察到在高至9bar的壓力下VAM的生產(chǎn)能力高至5kgVAM/kgKat*h。
在另一系列實驗中使用根據(jù)EP 0 723 810 A1所述方法制備的Pd-Au-催化劑。與EP 0 723 810 A1中所述的成型體不同，對于下述的實驗使用粒徑為50-150μm的顆粒。基礎(chǔ)材料在此與所述成型體的基礎(chǔ)材料相同。與實驗1到6不同，還減小起始物流中的乙烯濃度，并代之以相應(yīng)體積份額的惰性氣體和少量水蒸汽。在實施的程度內(nèi)改變起始物流中的乙烯份額對合成反應(yīng)的影響是可忽略的。在實驗7中使用按照上述方法制得的壁催化劑，其含有2.5重量％Pd和1.1重量％Au。作為其它測試條件，調(diào)節(jié)氣體溫度為155℃和壓力為9bar。如下選擇起始物氣體的組成49.2體積％ 乙烯(C2H4)18.0體積％ 乙酸(HOAc)1.3體積％ 水(H2O)31.5體積％ 氧氣+惰性氣體(氦氣+甲烷)測量結(jié)果概括在表7中。
表7O2濃度對生產(chǎn)能力和選擇性的影響實驗7表明，在空速為6,000l/kgKat*h情況下，通過將氧氣濃度從沒有落在爆炸性范圍內(nèi)的6.5體積％升高到爆炸范圍內(nèi)的14.0體積％，乙烯的轉(zhuǎn)化率從15％升高到24.8％。此時著實驚人的是，該明顯升高的轉(zhuǎn)化率僅導致選擇性從94.3到93.6％的很小下降。實際上，在爆炸性范圍內(nèi)的很高O2濃度情況下，預期由于乙烯與O2的平行反應(yīng)，導致明顯更強的CO2形成，但令人驚訝地，這沒有發(fā)生?？傮w而言，生產(chǎn)能力從1600gVAM/kgKat*h升高到2620gVAM/kgKat*h。
當空速從6,000升高到12,000l/kgKat*h時，生產(chǎn)能力還進一步升高到3,180gVAM/kgKat*h，并且乙烯的選擇性與6,000l/kgKat*h時運行相比，甚至還從93.4升高到96％。
在實驗8中研究了現(xiàn)有技術(shù)已知的在管式反應(yīng)器中使用散料催化劑的方法與使用微反應(yīng)器的本發(fā)明方法的比較。如實驗7那樣，使用根據(jù)上述方法制得的壁催化劑，其同樣具有1.1重量％的Au。氣體溫度為155℃和壓力為9bar，其中選擇氣體載荷為12,000l/kgKat*h。
如下選擇起始物氣體的組成49.2體積％乙烯(C2H4) 6.5體積％氧氣18.0體積％乙酸(HOAc) 25.0體積％惰性氣體1.3體積％水(H2O) (氦氣+甲烷)
表8分別在不同催化劑的常規(guī)Pd-載荷情況下比較壁催化劑和散料催化劑在高C2H4轉(zhuǎn)化率情況下，壁催化劑還令人驚訝地表現(xiàn)出比散料催化劑更高的就乙烯而言的VAM-選擇性?？偠灾c散料催化劑的720gVAM/kgKat*h相比，這導致壁催化劑的生產(chǎn)能力為2050gVAM/kgKat*h。對于壁催化劑，可以選擇在散料催化劑上不能實現(xiàn)的金屬載荷，因為這樣高的Pd和Au載荷導致這么強的局部過熱，所謂的″熱點″。
在實驗8中還研究了本發(fā)明和已知方法的副產(chǎn)物譜。
表9比較副產(chǎn)物譜；T＝155℃，p＝9bar，氣體載荷＝12,000l/kgKat*h比較壁催化劑與散料催化劑令人驚訝地表明，壁催化劑情況下的副產(chǎn)物形成比散料催化劑情況下的明顯減少。這是重要的經(jīng)濟性優(yōu)點，因為在使用本發(fā)明裝置的工業(yè)應(yīng)用中用來純化和分離產(chǎn)物和副產(chǎn)物的成本明顯降低。
在另一實驗9中通過生產(chǎn)能力下降來測量催化劑的使用壽命。在此情況下關(guān)于起始物組成和溫度的測試條件與實驗8相同，只是實驗9的壓力為5bar，并且不同地選擇用于壁催化劑和管式反應(yīng)器的氣體載荷含有壁催化劑的反應(yīng)器2.5％Pd氣體載荷＝12,000l/kgKat*h含有散料催化劑的管式反應(yīng)器0.56％Pd氣體載荷＝6,000l/kgKat*h
表10比較壁催化劑和散料催化劑的使用壽命每種情況下10小時后的生產(chǎn)能力值被視為基準值，表10中表示出了相對于該基準值的改變。測量數(shù)據(jù)說明了驚人的結(jié)果，與散料催化劑相比，壁催化劑在100h期間盡管生產(chǎn)能力明顯更高，但幾乎沒有失活。對于工業(yè)應(yīng)用而言，這是壁催化劑比已知的散料催化劑更顯著的優(yōu)點。
令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在很高轉(zhuǎn)化率的同時，就乙烯而言的選擇性可以達到約98％。除此之外驚人地觀察到，形成明顯減少量的副產(chǎn)物。高乙酸乙烯酯選擇性和小的副產(chǎn)物形成速率結(jié)果導致，與現(xiàn)有技術(shù)已知的方法相比，對本發(fā)明方法中產(chǎn)物的純化需要明顯降低，因此帶來明顯更經(jīng)濟的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.制備乙酸乙烯酯的合成反應(yīng)器，其中氣態(tài)乙烯和乙酸以及氧氣或含有氧氣的氣體進行催化反應(yīng)，其特征在于，-該合成反應(yīng)器是壁式反應(yīng)器，和-催化合成在多個反應(yīng)室中進行，其中-這些反應(yīng)室每個中的自由流動橫截面在至少一個尺寸上小于2000μm，和-反應(yīng)室的至少一個壁涂敷有催化劑，和-反應(yīng)室的至少一個壁被間接冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，反應(yīng)室正好一個尺寸小于2000μm，優(yōu)選小于1000μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一的裝置，其特征在于，反應(yīng)室由多個管或由板排列的間隙形成，其中它們可以在任意方向上排列，理想地彼此平行伸展。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3之一的裝置，其特征在于，催化劑含有鈀、金和堿金屬化合物，并且通過粘合劑而粘附性涂布在反應(yīng)室的壁面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一的裝置，其特征在于，催化劑的鈀含量為0.5～10重量％，優(yōu)選0.8～5重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5之一的裝置，其特征在于，催化劑的金含量為0.20～5重量％，優(yōu)選0.4～2.5重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一的裝置，其特征在于，催化劑的鉀含量為0.5～10重量％，優(yōu)選1～4重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7之一的裝置，其特征在于，所使用的催化劑含有一種或多種選自堿土金屬、鑭系元素、釩、鐵、錳、鈷、鎳、銅、鈰、鉑的元素，其中這些元素的總份額不超過3重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8之一的裝置，其特征在于，所使用的催化劑含有氧化物載體材料，其含有選自SiO2、Al2O3、TiO2和ZrO2的金屬氧化物作為主組分，其中在有利的技術(shù)方案中，該載體材料還含有其它氧化物作為副組分，并且所述載體材料可以是選自膨潤土的天然混合氧化物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9之一的裝置，其特征在于，所使用的催化劑在使用氧化物粘合劑或有機粘合劑情況下涂布到反應(yīng)室的壁上，其中優(yōu)選使用選自金屬氧化物溶膠、纖維素衍生物或堿金屬硅酸鹽，例如氧化硅溶膠、甲基纖維素或水玻璃的粘合劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10之一的裝置，其特征在于，反應(yīng)室的基礎(chǔ)材料至少部分由不銹鋼構(gòu)成。
12.使用根據(jù)權(quán)利要求1到11之一的裝置的方法，其特征在于，反應(yīng)器等溫運行，其中該合成反應(yīng)器的入口和出口之間的最大溫度升高為5K，理想地為2K。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，反應(yīng)室中的溫度為100～250℃，優(yōu)選150～200℃，其中壓力范圍為0～12bar，優(yōu)選為6～10bar。
14.根據(jù)權(quán)利要求12到13之一的方法，其特征在于，該方法在爆炸性工藝狀態(tài)下進行，尤其是工藝氣體中的氧氣含量超過7體積％。
15.用于根據(jù)權(quán)利要求1到4之一的合成反應(yīng)器中的催化劑，其特征在于，催化劑的鈀含量為0.5-10重量％，優(yōu)選0.8-5重量％。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的催化劑，其特征在于，催化劑的金含量為0.25～5重量％，優(yōu)選0.4～2.5重量％。
17.根據(jù)權(quán)利要求15到16之一的催化劑，其特征在于，催化劑的鉀含量為0.5～10重量％，優(yōu)選1～4重量％。
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17之一的催化劑，其特征在于，所使用的催化劑含有一種或多種選自堿土金屬、鑭系元素、釩、鐵、錳、鈷、鎳、銅、鈰、鉑的元素，其中這些元素的總份額不超過3重量％。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18之一的催化劑，其特征在于，該催化劑含有氧化物載體材料，含有選自SiO2、Al2O3、TiO2和ZrO2的金屬氧化物，其中在有利的技術(shù)方案中，該載體材料還含有其它氧化物作為副組分，例如可以使用膨潤土作為天然混合氧化物。
20.根據(jù)權(quán)利要求15到19之一的催化劑，其特征在于，該催化劑在使用氧化物粘合劑或有機粘合劑情況下涂布到反應(yīng)室的壁上，其中優(yōu)選使用選自金屬氧化物溶膠、纖維素衍生物或堿金屬硅酸鹽，例如氧化硅溶膠、甲基纖維素或水玻璃的粘合劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求15到20之一的催化劑，其特征在于，所有摻雜元素和活化元素都均勻分布在催化劑層的整個體積中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備乙酸乙烯酯的合成反應(yīng)器和方法，其中，氣態(tài)乙烯和乙酸以及氧氣或含有氧氣的氣體進行催化反應(yīng)，其中合成反應(yīng)器是壁式反應(yīng)器，其中，催化合成在多個反應(yīng)室中進行，所述反應(yīng)室相對于自由流動橫截面在至少一個尺寸上小于2000μm，優(yōu)選小于1000μm，并且其間接冷卻的壁上涂敷有鈀－金催化劑。
文檔編號B01J37/02GK101056699SQ200580038304
公開日2007年10月17日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者K·比克爾, S·席爾邁斯特, B·朗安克, G·馬爾科夫茲, R·豪斯曼, A·蓋塞爾曼 申請人:猶德有限公司, 底古薩有限公司