[发明专利]丙烯酸的生产方法

说明书

本发明涉及丙烯酸的生产方法。具体地讲，本发明涉及通过气相催化氧化丙烯醛，在高产率下，高效和持久稳定地生产丙烯酸的方法。

迄今为止，许多专利授予了与用于从丙烯醛生产丙烯酸方法的催化剂有关的发明。在这些发明所包括的催化剂中，大多数是含钼-钒的催化剂。包括这些含钼-钒的催化剂的专利中，作为实例可以引证：JP-B-44-26,287(1969)、JP-B-47-8,360(1972)、JP-B-53-43,917(1978)；JP-B-57-54,172(1982)、JP-B-48-16,493(1973)、JP-A-50-97,592(1975)、JP-A-51-70,718(1976)和JP-A-51-70,719(1976)。

这些催化剂中包括从工业观点看丙烯酸产率达到很高水平的那些催化剂。这些高产率的催化剂在利用直接氧化丙烯生产丙烯酸的一些工艺方法中找到了实际应用。但是，从这些催化剂是否能长时间稳定地保持丙烯酸的这种产率这一点来看，在传统的含钼-钒的催化剂中没有一种能完全令人满意。就催化剂使用寿命来说，公告的专利中包括经确认其性能稳定地保持4000小时级别期的一些催化剂。但是这些传统的催化剂在工业生产中几年实际使用后，没有一种在催化性能稳定性方面能完全令人满意。上面引证的专利中披露的催化剂，在产率和催化剂寿命方面总是不能完全令人满意的。造成其性能缺陷的可能的原因之一，是由于在接近氧化丙烯醛所需的理论氧量之处长时间进行反应，在工业上应用这些催化剂时催化剂容易被还原。

为了防止这种催化活性的衰减，迄今人们采用了增大氧与丙烯醛之比和增加共存蒸汽量之类的措施。但是，借助于增大氧的比例的措施不理想，因为氧比例增大会对避免易燃范围的上限产生影响，而且额外添加氧和空气必然使生产设备复杂化和大型化。不仅如此，氧含量增加还容易诱发过度反应和导致降低丙烯醛转化为丙烯酸的选择性。采用增加共存水蒸汽量的措施，虽然对于传统的催化剂体系有效，但是在丙烯酸分离工序中能耗大，而且也使得用纯化水补充水蒸汽所招致的花费成为不可忽视的部分。当然，优选使用这样的一种方法或催化剂，它不但能在高产率下经久稳定地生产丙烯酸。而且还能使氧与丙烯醛之比接近于理论需氧量，至使共存的水蒸汽量得以降低到最充分的可能程度。

因此，本发明的一个目的在于提供一种通过气相催化氧化丙烯醛高产率下生产丙烯酸的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种通过气相催化氧化丙烯醛，在高产率下持久稳定的生产丙烯酸的方法。

本发明的又一目的在于提供一种通过气相催化氧化丙烯醛生产丙烯酸时使用的催化剂，尤其是能够在高产率下持久稳定的生产丙烯酸的氧化催化剂。

这些发明目的是利用含分子氧的气体在一种催化剂存在下气相氧化丙烯酯生产丙烯酸的方法达成的，所说的催化剂是由下面的式I：

MoaVbWcCudXeYf    (I)

表示的金属元素组成的氧化物或者复合氧化物形成的催化剂，其中Mo是钼，X是钒、W是钨、Cu是铜、X是由锆、钛和铈组成的元素组中选出的至少一种元素，Y是由镁、钙、锶和钡组成的元素组中选出的至少一种元素，而且脚注a、b、c、d、e和f取值如下：当a固定为12、20＜Cu＋X≤10.0和0.25≤Cu/X≤6.0时，b＝1-14、0＜C≤12，0＜d≤6，0＜e≤10和f＝0-3；该催化剂优选的是使用平均粒径为0.4-0.7μm和BET比表面积值为10-60m²/g的多孔的锐钛矿型的二氧化钛，和平均粒径为0.01-1.0μm和BET比表面积为5-150m²/g的氧化锆以及平均粒径为0.1-2.0μm和比表面积为50-200m²/g的氧化铈分别作为钛、锆和铈的原料来制备的。

本发明中由于采用由特定的金属元素组成的氧化物或复合氧化物形成的催化剂，所以可以在高产率下持久稳定的生产丙烯酸。具体地说，本发明中使用的催化剂可以用丙烯醛作原料在高产率下生产丙烯酸，而且可以长时间使用这种催化剂而没有可察觉到的活性下降。

下面，将详细说明本发明。