用于制備丙烯醛和丙烯酸的環(huán)狀催化劑及所述催化劑的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于制備丙締醒和丙締酸的環(huán)狀催化劑及所述催化劑的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在包含催化劑層的多管固定床反應(yīng)器中進(jìn)行丙締、異下締或叔下醇與分子氧的氣 相氧化的方法通常被用來(lái)制備丙締醒和/或丙締酸。
[0003] 然而，所述反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此在所述反應(yīng)期間采用了限制所述催化劑層的厚 度、使用其中負(fù)載有催化活性材料的負(fù)載催化劑、或者使用形成圓柱狀或環(huán)狀的催化劑的 各種方法來(lái)使得溫度的上升最小化。
[0004] 在它們中，環(huán)狀的催化劑（即中空?qǐng)A柱狀的催化劑，下文中稱之為"環(huán)狀催化劑"） 可比粒狀催化劑獲得更寬的孔隙，因此可展現(xiàn)出更寬廣的催化活性組分表面積和更加改善 的散熱能力。
[0005] 然而，因?yàn)樵跈C(jī)械性能方面其結(jié)構(gòu)不如粒狀催化劑，所述環(huán)狀催化劑在制備、儲(chǔ) 存、或者裝入反應(yīng)管的過(guò)程中會(huì)因震動(dòng)而易于損壞。此外，存在的問(wèn)題是所述環(huán)狀催化劑的 損壞碎片或灰塵提升了所述反應(yīng)管中的壓力，并使得各個(gè)反應(yīng)管的壓力不穩(wěn)定，尤其在多 管反應(yīng)器的情況下。另外，所述環(huán)狀催化劑具有的問(wèn)題是所述催化劑的壽命有限，因?yàn)橄啾?于所述粒狀催化劑，更少的催化活性組分被裝入所述反應(yīng)管中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引[技術(shù)問(wèn)題]
[0007] 本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種與現(xiàn)有環(huán)狀催化劑相比機(jī)械性能得到更加改善的 用于制備丙締醒和丙締酸的環(huán)狀催化劑。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種采用所述環(huán)狀催化劑的丙締醒和丙締酸的制備 方法。
[000引[技術(shù)方案]
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于制備丙締醒和丙締酸的環(huán)狀催化劑，該催化劑
[0011] 包含含有至少鋼（Mo)和祕(mì)度U的催化活性組分和無(wú)機(jī)纖維的混合物，并且
[0012] 具有環(huán)狀形狀，并且
[0013] 滿足W下關(guān)系式1，
[0014][關(guān)系式^
[0015] 0. 1《巧Lf/值e-Di) ] < 0. 2
[0016] 在所述關(guān)系式1中，Lf為所述無(wú)機(jī)纖維的數(shù)均長(zhǎng)度，D。為所述環(huán)狀催化劑的外徑， W及Di為所述環(huán)狀催化劑的內(nèi)徑。
[0017] 所述催化劑可滿足W下關(guān)系式2 [001引[關(guān)系式引
[001 引 0. 2《Lc/De《1. 5
[0020] 在所述關(guān)系式2中，L。為所述環(huán)狀催化劑的縱向長(zhǎng)度，W及D。為所述環(huán)狀催化劑 的外徑。
[0021] 所述催化活性組分可由W下化學(xué)式1來(lái)表示。
[0022] [化學(xué)式1]
[0023] MOaBibAcBdCeOf
[0024] 在化學(xué)式1中，Mo為鋼；Bi為祕(mì)；A為選自化、Zn、Mn、Nb和Te中的一種或多種元 素；B為選自Co、化和Ni中的一種或多種元素；C為選自化、K、Li、Cs、Ta、化、化和Mg中 的一種或多種元素；0為氧；W及
[00巧]a、b、c、te和f為各元素的原子比，其中當(dāng)a= 12時(shí)，b為0. 1至10,C為0. 1至 10,d為0. 1至15,e為0. 001至10,W及f為根據(jù)各元素的氧化態(tài)所決定的數(shù)值。
[0026] 另外，所述無(wú)機(jī)纖維可W是選自玻璃纖維、二氧化娃纖維、氧化侶纖維和二氧化 娃-氧化侶纖維中的一種或多種纖維。所述無(wú)機(jī)纖維可具有2mmW下的數(shù)均長(zhǎng)度和2至 40ym的數(shù)均直徑。此外，每100重量份的所述活性組分，所述無(wú)機(jī)纖維的含量可W是2至 15重量份。
[0027] 另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種丙締醒和丙締酸的制備方法，包括如下步驟：在所 述環(huán)狀催化劑的存在下，進(jìn)行選自丙締、異下締和叔下醇中的一種或多種原料與分子氧的 催化氣相氧化反應(yīng)。
[0028] 所述催化氣相氧化反應(yīng)可在其中裝入了所述環(huán)狀催化劑的多管固定床反應(yīng)器中 進(jìn)行。
[0029] 在所述制備方法中，所述環(huán)狀催化劑可滿足所述關(guān)系式2。另外，可將所述環(huán)狀催 化劑裝入所述反應(yīng)器中W形成至少兩個(gè)具有不同Lt/D。的層，并且，從所述反應(yīng)器的原料入 口側(cè)至產(chǎn)品出口側(cè)所述Lt/D?？蒞是減小的。
[0030][有益效果]
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的用于制備丙締醒和丙締酸的催化劑可被均勻的裝入反應(yīng)器中，且由 于其具有優(yōu)良的機(jī)械性能可使得所述催化劑的巧塌最小化，并且其可通過(guò)確保穩(wěn)定的孔隙 來(lái)降低所述反應(yīng)的初始?jí)毫Γ琖及可被穩(wěn)定地長(zhǎng)時(shí)間使用。另外，根據(jù)本發(fā)明的丙締醒和丙 締酸的制備方法可通過(guò)使用所述催化劑而提供更加改善的生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[003引圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的催化劑的（a)立體圖W及化）剖視圖和 側(cè)視圖，運(yùn)些視圖是放大視圖。
[003引 < 附圖標(biāo)記說(shuō)明〉
[0034] Di:環(huán)狀催化劑的內(nèi)徑
[0035] De:環(huán)狀催化劑的外徑
[0036]k環(huán)狀催化劑的縱向長(zhǎng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下文中，將參照所附附圖來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于制備丙締醒和丙締 酸的催化劑和所述催化劑的應(yīng)用。
[0038] 在此之前，本說(shuō)明書(shū)中所用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)僅用于提及具體的實(shí)施方式且其并不意欲 限制本發(fā)明。此處所用的單數(shù)表達(dá)方式可包含復(fù)數(shù)表達(dá)，除非其上下文為不同的表述。本 說(shuō)明書(shū)中所用的術(shù)語(yǔ)"包含V'含有"或"包括"的含義體現(xiàn)具體的特性、領(lǐng)域、實(shí)質(zhì)、步驟、 行為、元素或組分，且并不排除其它具體的特性、領(lǐng)域、實(shí)質(zhì)、步驟、行為、元素或組分的存在 或添加。
[0039] 在研究用于制備丙締醒和丙締酸的催化劑的過(guò)程中，本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有環(huán)狀催 化劑在制備、儲(chǔ)存、或者裝入反應(yīng)管的過(guò)程中由于震動(dòng)而易于損壞。尤其是，認(rèn)識(shí)到所述催 化劑的損壞碎片或灰塵，在多管反應(yīng)器的情況下提升了所述反應(yīng)管中的壓力并使得各個(gè)反 應(yīng)管的壓力不穩(wěn)定，而且成為了生產(chǎn)效率降低的因素。
[0040] 因此，本發(fā)明人為解決此問(wèn)題而反復(fù)研究，并認(rèn)識(shí)到可通過(guò)在制備所述環(huán)狀催化 劑的過(guò)程中與催化活性組分一起添加無(wú)機(jī)纖維，尤其是通過(guò)將所述環(huán)狀催化劑的壁厚與所 述無(wú)機(jī)纖維的數(shù)均長(zhǎng)度的比率調(diào)節(jié)至確定的范圍而能夠顯著改善所述催化劑的機(jī)械性能。
[0041] 本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到當(dāng)所述催化劑用于丙締醒和丙締酸的制備過(guò)程時(shí)，可使得由于 使用環(huán)狀催化劑而導(dǎo)致的催化活性組分的有效劑量的降低最小化，并可確保得到更加改善 的產(chǎn)率。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于制備丙締醒和丙締酸的環(huán)狀催化 劑，該催化劑
[0043] 包含含有至少鋼（Mo)和祕(mì)度i)的催化活性組分和無(wú)機(jī)纖維的混合物，并且
[0044] 具有環(huán)狀形狀，并且
[0045] 滿足W下關(guān)系式1 [004引[關(guān)系式U
[0047] 0. 1《口Lf/ 化-Di) ] < 0. 2
[0048]在所述關(guān)系式1中，Lf為所述無(wú)機(jī)纖維的數(shù)均長(zhǎng)度，D。為所述環(huán)狀催化劑的外徑， W及Di為所述環(huán)狀催化劑的內(nèi)徑。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的用于制備丙締醒和丙締酸的催化劑包含催化活性組分和無(wú)機(jī)纖維， 并且具有如圖1(a)所示的環(huán)狀形狀。
[0050] 所述催化劑可包含適用于制備丙締醒和丙締酸的催化劑的常規(guī)組分作為所述活 性組分，且優(yōu)選含有至少鋼（Mo)和祕(mì)度i)W確保催化活性。更優(yōu)選地，所述催化活性組分 可由W下化學(xué)式1來(lái)表示。
[0051][化學(xué)式^
[0052] MOaBibAcB