[发明专利]在单体生产中使用大孔惰性材料的方法

说明书

本发明提供了单体例如丙烯酸的生产方法，其中所述方法包含在固定床反应器，优选两个固定床反应器中在氧气和混合金属氧化物催化剂存在下氧化一种或多种反应气体，例如丙烯，以形成氧化的气态混合物，和在所述氧化中的任何点处，通过惰性大孔材料供给所述一种或多种反应气体或所述氧化的气态混合物或使所述一种或多种反应气体或所述氧化的气态混合物流动通过所述惰性大孔材料，所述惰性大孔材料的孔体积为0.2cm3/g至2.0cm3/g，表面积为0.01至0.6m2/g，并且其中在所述惰性大孔材料中总孔体积的30至98wt％具有至少100μm的孔径。

本发明涉及制备单体如丙烯酸的方法，所述方法包含在固定床反应器中在混合金属氧化物催化剂存在下氧化一种或多种反应气体如丙烯以形成氧化的气态混合物，和在氧化中的任何点处，通过惰性大孔材料供给一种或多种反应气体或氧化的气态混合物。更具体地说，方法包含氧化一种或多种反应气体或气态混合物，其中惰性大孔材料的孔体积为至少0.2cm³/g，或优选至少0.3cm³/g，惰性大孔材料表面积为0.6m²/g或更小，或优选0.4m²/g或更小，并且在惰性大孔材料中总孔体积的至少30％，或优选至少50％具有至少100μm的孔径。

单体，如丙烯酸(AA)，经由在包含两种单独的混合金属氧化物催化剂的混合金属氧化物催化剂床上的丙烯氧化来制备。丙烯醛(ACR)中间体首先在第一催化剂R1上在蒸汽存在下通过氧化丙烯以产生丙烯醛而产生，然后在第二催化剂R2上进一步氧化成AA。壳管式反应器与填充在管内的催化剂床和加热介质如盐或在管之间循环以控制反应温度的热交换流体一起使用。串联反应器和单反应器壳(SRS)反应器是用于制备AA的已知反应器；在串联反应器中，R1和R2填充在两个单独的管中，而在SRS反应器中，R1和R2催化剂都填充在一个管中。

在正常使用条件下，混合金属氧化物催化剂床上的压降(DP)通常会随时间增加。DP增加可以由颗粒杂质的累积和沉积引起，所述颗粒杂质包括但不限于在反应器内，例如，在第一管式反应器的底部、含有R1的管和含有R2的管之间的级间区域、第二管式反应器的顶部或第二管式反应器的底部处的催化剂细粉、升华的氧化钼和的高沸点副产物，如邻苯二甲酸。因此，较大的DP增加对应于具有更多累积的颗粒杂质的催化剂和反应器床。随着时间的推移，这种较高DP将迫使反应器以降低的速率操作或将导致所需产物的产率降低；并且这种DP增加最终会使催化剂，尤其是第二催化剂无法使用。因此，当反应器速率或产率下降到某一点时，必须关闭反应器并用新催化剂填充。这种关闭是昂贵的，应该避免。

日本触媒株式会社(Nippon ShokubaiCo.,LTD.)(NSCL)的最近的欧洲专利第EP1714955 B1号公开了气相固定床催化氧化，其中固体酸包括在反应器中。固体酸包含金属氧化物以抑制催化剂抑制剂在反应器中的沉积并避免反应器中的压降。然而，NSCL专利中的固体酸没有公开防止形成这类抑制剂或捕获它们以保护下游催化剂或单元免于结垢。

本发明人试图解决提供催化氧化方法的问题，所述方法减少氧化过程中形成的颗粒污染物的影响和/或量，并且能够实现延长催化剂寿命、高反应物进料速率和高产率中的一种或多种。

发明内容