[发明专利]使用含有二氧化钛的催化剂的用途和方法，特别是用于制备邻苯二甲酸酐

说明书

技术领域

本发明涉及含有二氧化钛的催化剂，其特别是用于通过邻二甲苯 和/或萘的气相氧化反应制备邻苯二甲酸酐(PSA)。根据优选的方面 本发明涉及具有低硫杂质和优选最低含量的铌的二氧化钛的用途，其 用于制备催化剂或者在催化剂中用于烃的气相氧化反应。

背景技术

邻苯二甲酸酐的工业化生产通过邻二甲苯和/或萘的气相氧化反 应实现。为了该目的将对于所述反应适宜的催化剂填充到反应器(优 选所谓的管束式反应器，其中许多管子平行地设置)中，并从上面或 下面用由烃和含氧的气体(例如空气)灌注。由于这样的氧化反应的 强烈的热形成必要的是，为了避免所谓的热点(＂Heien Flecken＂) 用热载体介质环绕冲洗反应管并由此将所产生的热量导出。该能量可 用于生产蒸汽。盐熔体(在此优选由NaNO₂和KNO₃构成低共熔的混合 物)通常用作热载体介质。

同样为了抑制不期望的热点，可以将结构化的催化剂填充到反应 管中，由此例如可产生两个或三个由不同组成的催化剂构成的催化剂 区域(Katalysatorlage)。这样的体系已经从EP 1 082 317 B1或 EP 1 084 115 B1是已知的。

本发明的催化剂的层次式设置还具有这样的目的，即在Roh-PSA 中保持尽可能少的不期望的副产物(即化合物，其在邻二甲苯和/或萘 生成邻苯二甲酸酐的可能的反应机制中在真正的有价值产物之前存 在)的含量。对于所述的不期望的副产物主要列举化合物邻甲苯基醛 (o-Tolylaldehyd)和苯酞。此外，这些化合物生成邻苯二甲酸酐的 进一步氧化反应提高了关于真正的有价值产物的选择性。

除了上述的欠氧化反应产物外，还在反应中出现过氧化反应产物。 马来酸酐、柠檬酸酐、苯甲酸酐和碳的氧化物属于此类。有利于有价 值产物而有针对性地抑制这种不期望的副产物的形成导致催化剂的生 产性和经济性进一步提高。

相应的考虑也适用于其它催化剂(例如用于其它烃的部分氧化反 应)。

存在对催化剂的持久的要求，所述催化剂在高选择性下具有高转 化率，且由此使改进的生产性和经济性成为可能。

发明内容

因此，本发明的任务在于研发一种催化剂或者催化剂体系，其避 免了由现有技术已知的催化剂的缺点并使催化剂的活性、选择性和/ 或寿命的改善成为可能。

因此，本发明的第一方面涉及具有少于约1000ppm硫含量(以元 素硫计算)的二氧化钛的用途，其用于制备用于烃的气相氧化反应的 催化剂。在此，所述催化剂优选在催化活性物质中含有二氧化钛。

如此，在本发明的范围内令人惊奇地发现，具有少于1000ppm硫 含量(以元素硫计)的TiO₂的使用导致用于烃的气相氧化反应的改进 的催化剂，其例如在邻二甲苯和/或萘生成邻苯二甲酸酐的气相氧化反 应中，在同时改进转化率的情况下使催化剂的改进的C₈-选择性和有利 的低CO_x-选择性成为可能。有利于改善PSA-选择性还形成出乎预料地 极少的MSA(马来酸酐)作为副产物。

更令人惊奇的是，因为在背景技术中对于氧化反应催化剂甚至是 已知的，即可以通过添加三氧化硫(即输入硫)进行催化剂的再生或 者活化。对于该领域，本领域技术人员是熟悉的，硫不仅是无害的， 而且相反对于催化剂的活性是有利的。传统的含钒的氧化反应催化剂 也用于制备硫酸。与此相对，WO03/081481涉及用于 Fischer-Tropsch-催化剂的氧化钛-净化方法，即用于在还原条件下 在高压下的反应，其中与前述的氧化反应相反，金属硫化物的形成造 成问题。二氧化钛在催化剂中用于烃的气相氧化反应(如在此描述和 要求的)也不能从US 5,527,469获悉，其中仅仅公开用于制备具有 高纯度的经脱硫的二氧化钛水解产物的方法。

在此，进一步优选所使用的TiO₂的硫含量少于约900ppm，特别 是少于750ppm，优选少于500ppm，进一步优选少于约300ppm(以 元素硫计算)。