[发明专利]使用固定床催化部分氧化反应器制备不饱和醛和/或不饱和脂肪酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以稳定方式高收率制备不饱和醛和/或不饱和脂肪酸的 方法。

本申请要求2007年4月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No.10-2007-0032800的优先权，在此其公开全文引入以供参考。

背景技术

一种使用催化剂由气相烯烃制备不饱和醛和/或不饱和酸的方法是催化 气相氧化的典型例子。通常，催化气相氧化的示例性例子可以为由通过氧化 丙烯或丙烷生产(甲基)丙烯醛和/或(甲基)丙烯酸的方法、或通过氧化异 丁烯、叔丁醇、或甲基叔丁基醚生产(甲基)丙烯醛和/或(甲基)丙烯酸的 方法作为。

为了进行该催化气相氧化，固相多金属氧化物通常用作催化剂。包含钼 和铋或者钼和钒的复合氧化物、或它们的混合物通常用作生产(甲基)丙烯 醛和/或(甲基)丙烯酸的方法中的催化剂。以颗粒形式的至少一种类型的催 化剂装填到反应管内，至少一种反应物和含有作为氧化剂的分子氧、作为惰 性气体的分子氮的空气，或含有水蒸汽的原料与反应管中的催化剂接触以进 行催化气相氧化。

通常，丙烷、丙烯、异丁烯、叔丁醇、或甲基叔丁基醚经历两步催化气 相氧化以生成(甲基)丙烯酸作为最终产物。更具体地，在第一步反应区中， 丙烯等被氧气、稀释的氮气、水蒸汽以及可任选量的催化剂氧化以生成(甲 基)丙烯醛作为主产物。在第二步反应区，由前述步骤得到的(甲基)丙烯 醛被氧气、稀释的氮气、水蒸汽以及可任选量的催化剂氧化以生成(甲基) 丙烯酸。

在第一步反应区所使用的催化剂为基于钼和铋(Mo-Bi)的氧化催化剂， 该催化剂氧化丙烯等以生成(甲基)丙烯醛作为主产物。另外，一部分的(甲 基)丙烯醛在相同的催化剂上进一步被氧化以部分地生成(甲基)丙烯酸。 在第二步反应区所使用的催化剂为基于钼和钒(Mo-V)的氧化催化剂，该催 化剂氧化在第一步反应区中所产生的含(甲基)丙烯醛的混合气体，尤其是 (甲基)丙烯醛，生成(甲基)丙烯酸作为主产物。

由于生产(甲基)丙烯醛/(甲基)丙烯酸的催化气相氧化在高温(200 至600℃)下进行而且是高度放热反应，在反应管的外表面上提供传热流体 例如熔盐以除去反应热，借此使反应管的反应温度维持在预定的温度。

进行上述方法的反应器以以下的方式实现，即，上述两步的各步骤在一 个系统或两个不同的系统中实施。另外，可将用于通过氧化丙烯等生产(甲 基)丙烯醛的第一步反应区分成两个或更多的反应区，如在韩国专利 No.10-0450234中所述。

在由气相丙烷、丙烯、异丁烯、叔丁醇、或甲基叔丁基醚(在下文中被 称为“丙烯等”)制备不饱和醛和/或不饱和脂肪酸的方法中，由于丙烯等的高 反应性，在最初起动时可能发生异常行为。导致催化剂劣化的这种异常行为 包括由于根据原料组合物的爆炸反应在催化剂层中热点温度的过分升高、由 于高反应温度的过度反应、或由高反应热所产生的在催化剂层中热点温度的 过分升高。

另外，在通过以高空速和高浓度进料丙烯等来生产(甲基)丙烯醛和/ 或(甲基)丙烯酸的情况下，加大了在催化剂层中转化率的负荷，导致在催 化剂层中热点温度的过分升高。因此，在热点的附近出现热积聚，这会引起 各种问题，例如催化剂层中活性成分的损失，和由金属组分烧结所引起的活 性部位数量的减少，导致催化剂层质量的劣化。

发明内容

因此，本发明提供一种由丙烯等制备不饱和醛和/或不饱和脂肪酸的方 法，该方法阻止由于在催化剂层中过热积聚或热点形成所造成的催化活性的 损失，以便提高所需产品的收率。

因此，本发明提供一种由丙烯等制备不饱和醛和/或不饱和脂肪酸的方 法，其中将用于由丙烯等生产不饱和醛的反应区分成从进气口顺序地形成第 一和第二反应区的两个区，各反应区装填催化剂，在反应开始之后，以以下 方式控制催化剂层中的热点温度，即，至少在起动期间第二反应区催化剂层 中的热点温度变得高于第一反应区催化剂层中的热点温度。

根据本发明，实施制备不饱和醛和/或不饱和脂肪酸的方法，从而防止在 初始阶段发生的催化剂层中热点温度过分升高以及以稳定方式高收率生产不 饱和醛和/或不饱和脂肪酸。

附图说明

图1为示出壳管式热交换器反应器结构的示意图；

图2为示出根据实施例和比较例在壳管式反应器中装填催化剂的反应管 的结构示意图；以及