[发明专利]由丙烷的多相催化气相氧化制备丙烯醛的工业化方法

说明书

本发明涉及一种在氧化反应器中进行的，用于从丙烷制备丙烯醛的多相催化气相氧化工业化生产的新工艺，向反应器中供给一种气体混合物，其中除丙烷和作为氧化剂的分子氧外，还含有至多一种在多相催化气相氧化条件下基本上是惰性的气体作为稀释气体。

丙烯醛是一种重要的中间体，例如是制备戊二醛、蛋氨酸、叶酸和丙烯酸的中间体。

很久以前就已知可以通过丙烯与分子氧经过固态催化剂的多相催化气相氧化，工业化生产丙烯醛(参考文献，如DE-A1962431,DE-A2943707,DE-C1205502,EP-A257565,EP-A253409,US-A2941007等)。

此工艺的一个缺点是丙烯为一种相对昂贵的原料。

EP-A117146公开了从丙烷制备丙烯醛的方法，它首先在无氧条件下经适宜的催化剂使丙烷部分脱氢，随后将存在于混合产物中的丙烯不经分离，直接通过上述多相催化气相氧化转化成丙烯醛。该工艺的不足是需要经过一单独的脱氢阶段。

现在通常知道可以通过丙烷和分子氧的多相催化气相氧化直接制备丙烯醛(参考文献，如US-A4472314；Wm.Curtis Conner Jr.und Stuart Soled，“用混合金属氧化物的丙烷氧化”，催化剂表面科学研究(Stud.Surf.Sci.Catal.),7(1981):1224-38页；US-A4302610；J.Barrault和L.Magaud，“在铋催化剂存在下的丙烷选择性氧化”，催化剂表面科学研究，81(1994):305-14页；Ikuya Matsuura和Naomasa Kimura，“用四面体类M⁵⁺OPO₄催化剂的丙烷氧化和氨化反应”，催化剂表面科学研究，82(1994)271-79页；WuTong-Hao等人，天然气化学杂志(Journal of Nature Gas Chemistry),1(1994):53-60页；JP-A6-199731；Kim,Y.C.等人，应用催化反应(Applied Catalysis),70(1991),175-87页；Kim,Y.C.等人，化学快报(Chemistry Letters),4(1989)531-34页；JP-A-2-83348；Takita Y.等人，化学快报，10(1989)1733-36页；Kim,Y.C.等人，英国化学会志，化学通讯(J.Chem.Soc.,Chem.Commun.),(1989)652-53页；Kim,Y.C.等人，催化科学与技术(CatalyticScience and Technology)，第1卷，Kodanska Ltd.(1991)439-40页；Takita Y.等人，今日催化化学(Catalysis Today),13(1992)673-78页；Y.Moro-oka，催化剂表面科学研究75c(1993)1983-86页；US-A-4260 822,GB-1340891和US-A3293290)。用于此目的的催化剂是固态氧化物组合物。具有催化活性的氧化物组合物除氧外，可以含有一种或多种其它元素(多金属氧化物组合物)。具有催化活性的氧化物组合物尤其经常含有一种以上金属元素，尤其是过渡金属。这些多金属元素氧化物组合物通常不是所含组成元素的氧化物的简单物理混合物，而是这些元素的络合多组分化合物的多相混合物。

尤其适用于丙烷转化成丙烯醛的气相催化氧化反应的催化剂是具有通式Ⅰ的多金属氧化组合物：

            Mo_aBi_bP_cX¹_dX²_eX³_fX⁴_gO_h(Ⅰ)

其中

X¹=V,Nb,Ta,Cr,W,Ga,Ce和/或La,

X²=Li,Na,K,Rb,Cs,Cu,Ag,Au,Pd和/或Pt,

X³=Sn,Pb,Sb,Bi,Te,Fe,Co和/或Ni,

X⁴=Si,Al,Ti和/或Zr,

a=0-2,d=0-2，条件为a与d之和至少为0.20；

b=0-1.5,c=0-10，条件为b与c之和至少为0.1；

e=0-0.5,

f=0-0.5,

g=0-20和