[发明专利]非均相催化气相部分氧化至少一种有机起始化合物的方法

说明书

本发明涉及一种将至少一种有机起始化合物用分子氧在新鲜填充到反应室中的固定催化剂床上非均相催化气相部分氧化的方法，其中，为了部分氧化，将包含至少一种有机起始化合物和分子氧的反应气体混合物导入通过固定催化剂床，和通过与在反应室外面传导的流体热载体的间接热交换而除去反应热，并且当操作时间的增加伴随着固定催化剂床质量越来越降低时，通过用替代固定催化剂床部分仅仅替换掉该固定催化剂床一部分而不是替换掉整个固定催化剂床而恢复该固定催化剂床的质量。

有机化合物用分子氧的完全氧化这里应当理解为是指，该有机化合物在分子氧的反应性作用下转化，使得该有机化合物中存在的全部碳都被转化为碳的氧化物并且该有机化合物中存在的全部氢都被转化成氢的氧化物。在分子氧的反应性作用下，有机化合物所有的不同转化在此概述为有机化合物的部分氧化。

特别地，部分氧化在此应当理解为是指，在分子氧的反应性作用下有机化合物的如下那些转化：其中所要部分氧化的有机化合物在反应结束后包含与进行部分氧化之前相比多至少一个呈化学键合形式的氧原子。

在非均相催化气相部分氧化条件下基本上呈多性的稀释气体应当理解为是指如下那些稀释气体：在非均相催化气相部分氧化条件下，这些气体的组分，每种组分本身，超过95mol％保持不变，优选超过99mol％保持不变。

催化反应步骤的固定催化剂床对反应气体混合物的装载量应当理解为是指：每小时供入到固定催化剂床中的、以标准升为单位(＝l(STP)；反应气体混合物在标准条件下，即在25℃和1大气压下所占据的体积，以升为单位)的反应气体混合物的量，基于固定催化剂床的床体积(纯的惰性材料部分不计算在内)(→单位＝L(STP)/L·h)。该装载量也可以仅仅基于该反应气体混合物的一种组分。在该情况下，它是基于固定催化剂床的床体积每小时加入到该固定催化剂床中的此组分的体积。

作为公知常识的是，各种有机起始化合物用分子氧在气相中在固定催化剂床中的部分非均相催化氧化允许得到大量商用化学品(目标产物)。实例包括丙烯转化为丙烯醛和/或丙烯酸(参见例如DE-A 2351151)，叔丁醇、异丁烯、异丁烷、异丁醛或叔丁醇的甲基醚转化为甲基丙烯醛和/或甲基丙烯酸(参见例如DE-A 2526238、EP-A 092097、EP-A 058927、DE-A 4132263、DE-A 4132684和DE-A 4022212)，丙烯醛转化为丙烯酸，甲基丙烯醛转化为甲基丙烯酸(参见例如DE-A 2526238)，邻二甲苯、对二甲苯或萘转化为邻苯二甲酸酐(参见例如EP-A 522871)或转化为相应的酸，以及丁二烯转化为马来酸酐(参见例如GB-A 1464198和GB-A 1291354)，茚满转化为例如蒽醌(参见例如DE-A 2025430)，乙烯转化为环氧乙烷或丙烯转化为环氧丙烷(参见例如DE-B 1254137、DE-A 2159346、EP-A 372972、WO 89/07101、DE-A 4311608和Beyer，Lehrbuch der organischen Chemie[(有机化学教材)]，第17版(1973)，Hirzel Verlag Stuttgart，第261页)，丙烯和/或丙烯醛转化为丙烯腈(参见例如DE-A 2351151)，异丁烯和/或甲基丙烯醛转化为甲基丙烯腈(即，在本文中，术语“部分氧化”也包括部分氨解氧化，即在氨存在下的部分氧化)，烃的氧化脱氢(参见例如DE-A 2351151)，丙烷转化为丙烯腈或转化为丙烯醛和/或丙烯酸(参见例如DE-A 10131297，EP-A 1090684，EP-A 608838，DE-A 10046672，EP-A 529853，WO 01/96270和DE-A 10028582)，异丁烷转化为甲基丙烯醛和/或甲基丙烯酸，以及乙烷生成乙酸的反应、乙烯生成环氧乙烷的反应、苯生成苯酚的反应和1-丁烯或2-丁烯生成相应的丁二醇的反应等。

固定催化剂床的任务在于，诱导所需的气相部分氧化比完全氧化优先进行。

当反应气体混合物流过固定床时，在该反应气体混合物在该床中的停留期间，化学反应进行。

固态的催化剂常常是氧化物组合物或贵金属(例如Ag)。除了氧之外，该催化活性的氧化物组合物可以仅仅包含一种其它元素或不止一种其它元素(在所谓的多元素氧化物组合物的情况下)。