[发明专利]用于容纳无尘催化剂的可移除保护性涂层

说明书

本发明涉及一种稳定化的催化剂模制品，其包含由催化剂材料形成的催化剂本体，所述催化剂材料包含催化活性材料或催化活性材料的前体材料，其特征在于，所述催化剂模制品的至少部分表面提供有包含有机粘合剂的保护性涂层。此外，本发明涉及一种获得稳定化的催化剂模制品的方法。

本发明涉及一种包含催化剂本体的稳定化的催化剂模制品，所述催化剂本体包含催化剂材料，和本发明涉及一种制备稳定化的催化剂模制品的方法。

许多催化剂由于它们的物理性质，在它们被用于化学工业中时由于催化剂处理期间的摩擦和磨损而导致大量粉尘形成。由于这些催化剂经常包含有害或者甚至有毒的元素或化合物(例如Cr(VI)、V₂O₅、焦磷酸钒、贵金属等)，处理这样的催化剂的人员暴露于所形成的催化剂粉尘中是危险的。鉴于化学品的欧盟法规(称为REACH，其于2013年生效)，必须尤其考虑该方面。

马来酸酐是具有相关商业利益的化学中间体。例如，马来酸酐单独或与其它酸组合地用于制备醇酸和聚酯树脂。除此以外，其还是可通用于化学合成的中间体，例如用于合成γ-丁内酯、四氢呋喃和1,4-丁二醇，将它们再次用作溶剂或者进一步加工成聚合物，例如聚四氢呋喃或聚乙烯基吡咯烷酮。

马来酸酐(MA)的制备通常通过在气相中用分子氧或者用含分子氧的气体在钒磷氧化物催化剂(VPO催化剂)存在下部分氧化烃，尤其是丁烷或苯而进行。使用不同的氧化催化剂、不同形状的催化剂模制品和不同的过程条件。通常，所述氧化催化剂包含钒和磷的混合氧化物，其中这样的包含3.8-4.8价态的钒的氧化催化剂经证明特别适合于由具有至少4个呈直链的碳原子的烃制备马来酸酐。除钒、磷和氧之外，所述VPO催化剂例如可包含可呈其氧化物形式存在于该氧化催化剂中的金属。例如，为了通过非均相催化气相氧化烃而制备马来酸酐，使用包含钒、磷和氧且具有可变几何形式的催化剂模制品。

例如，根据现有技术的用于制备马来酸酐的典型催化剂呈环或中空圆柱体形式。这些环或中空圆柱体通过压制包含催化活性材料或催化活性材料的前体材料而制备。这样的催化剂模制品显示出相对低的抗碎强度，因此具有强烈的摩擦和磨损倾向。如果对催化剂环施加机械应力(例如在制备后填充鼓期间、运输期间、倾空鼓期间和最终在装载反应器期间)，则由于摩擦和磨损而形成大量粉尘。通过筛分分离这些细屑仅仅是一种临时性的措施，因为进一步的机械应力会导致新的粉尘形成。

该显著的粉尘形成严重不利于催化剂处理和催化剂在反应器中的使用。

1.用于制备马来酸酐的催化剂的活性组分包含焦磷酸钒，其被认为是有毒的且对环境有害。处理该催化剂(例如在填充鼓、从鼓中排出和反应器装载期间)的人员必须穿戴严密的个人保护装置。此外，在每次催化剂处理期间，应安装合适的真空系统以保持人员和环境暴露于催化剂粉尘中尽可能低。这些严密的保护措施是成本密集型的且有时难以实现。

2.如果催化剂细屑在催化剂装载期间沉积在反应器管中，则可能导致各反应器管的不均一压降。然而，对良好的催化剂性能和反应器的安全操作而言，重要的是各反应器管的压降保持在给定的容许范围内。如果各管中的压降由于显著量的细屑而超出容许范围，则必须将这些管清空且必须用例如筛分的或新鲜的催化剂模制品再次填充。除增加时间和工作量之外，使用额外的新鲜催化剂模制品还导致增加的成本。

3.由于欧盟对化学品登记、评估、授权和限制的REACH指令，必须建立对整个处理链暴露的应对方案。就此而言，还有用的是能提供不粉化的催化剂。

在催化剂制备和处理期间形成粉尘这一问题并非专门针对独特的催化剂，例如用于制备马来酸酐或甲醛的催化剂，而是普遍针对所有具有低磨损强度的催化剂。

具有低磨损强度的催化剂的另一实例为用于按照方法使烃如丙烷非氧化性脱氢成烯烃如丙烯的催化剂。该方法例如描述于US2007/32691A1中。所述催化剂通常以具有例如3mm标称直径的挤出物的形式提供。所述催化剂包含Cr₂O₃和氧化铝。尽管铬基本上作为Cr(III)包含，然而总是存在显著量的高毒性Cr(VI)。