[发明专利]催化剂和使用了该催化剂的化合物的制造方法

说明书

一种催化剂，其中，所述催化剂以钼(Mo)作为必要元素，并且催化剂活性成分中的其它构成元素满足由下式(cI)表示的关系，0.44≤Σ{(MoIE‑XIE)×XC}≤1.53 (cI)[在式(cI)中，XIE表示除钼以外的各元素的第一电离能(eV)，MoIE表示钼的第一电离能(eV)，XC表示在将钼设为12的情况下的该元素的原子比率，并且在(MoIE‑XIE)小于0的情况下将(MoIE‑XIE)当作0用于计算]。

技术领域

本发明涉及高活性且能够以高收率得到目标产物的新型催化剂，特别涉及在氧化制造不饱和醛、不饱和羧酸或共轭二烯时，即使在催化剂活性高的区域中也能够稳定且高收率地制造的催化剂。

背景技术

以丙烯、异丁烯、叔丁醇等作为原料制造相应的不饱和醛、不饱和羧酸的方法、由丁烯类制造1,3-丁二烯的气相催化氧化方法在工业上被广泛实施。

特别是关于以丙烯、异丁烯、叔丁醇等作为原料制造相应的不饱和醛、不饱和羧酸的方法，作为提高其收率的手段，进行了很多报道(例如专利文献1、2等)。

虽然通过如上所述的手段谋求改良，但是在通过丙烯、异丁烯、叔丁醇等的部分氧化反应制造相应的不饱和醛和/或不饱和羧酸时，要求进一步改善收率。例如，目标产物的收率影响制造所需要的丙烯、异丁烯、叔丁醇等的使用量，对制造成本产生很大影响。另外，由于以低收率持续运行而生成大量副产物，因此给纯化工序带来很大负荷，产生纯化工序所耗用的时间和运行成本增加的问题。此外，根据副产物的种类，有时这些副产物堆积在催化剂表面、催化剂附近的气体流路中。由于这些副产物覆盖催化剂表面的必要的反应活性位点而使催化剂的活性降低，因此需要强行地提高活性，不得不提高反应浴温度。于是，催化剂受到热应力，引起寿命的降低、选择率的进一步降低，还导致收率的降低。另外，还想到由于堆积在系统内的副产物而引起系统内压力的升高，由此选择率降低，导致收率降低，还想到在最坏的情况下由于内部压力的急剧升高而引起温度异常、反应失控。设想在这种情况下需要长期停止运行，并且需要清扫系统内部、更换催化剂。

另外，特别是关于以异丁烯、叔丁醇作为原料进行气相催化氧化反应的情况，包含以下特有的问题：除了主产物甲基丙烯醛以外，还生成作为副产物的马来酸、对苯二甲酸等沸点较高的化合物，同时在反应生成气体中含有聚合物、焦油状物质。当将含有这样物质的反应生成气体原样供给至后段反应时，这些物质会引起管道内、后段催化剂填充层中的堵塞，导致压力损失增大、催化剂活性降低、甲基丙烯酸的选择率降低等。另外，为了消除堵塞，必须停止工业生产，导致生产率的大幅降低。为了提高甲基丙烯酸的生产率而增加异丁烯和/或叔丁醇的供给量、或者提高异丁烯和/或叔丁醇的浓度时，经常发生这样的问题。

作为为了防止这样的问题而通常采用的方法，提出了以下方法：定期地停止反应，取出在后段催化剂的气体入口侧为了防止催化层中的堵塞、催化剂的活性降低而填充的惰性物质并进行替换；或者采用通过从前段反应生成气体中先分离出甲基丙烯醛、并重新将该分离出的甲基丙烯醛供给至后段反应而优化氧化反应的工艺；以及通过将原料气体浓度稀释至所需浓度以上而降低副产物浓度并进行反应。在专利文献3中提出了：为了防止在前段和后段的反应的中间部的管道等的堵塞，将该部分保持在马来酸酐的沸点以上的温度下的方法、设计使得气体线速度达到极大的方法，在专利文献4中提出了规定用于后段反应的催化剂的形状从而提高催化剂间的空隙率并抑制来自前段反应器的固形物的堵塞的方法等。然而，这些方法作为工业方法还不能充分令人满意，期望开发出能够实现进一步提高收率的催化剂。