[发明专利]用于生产不饱和醛和不饱和羧酸的催化剂和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型催化剂，所述催化剂用在获得不饱和醛或不饱和羧酸的气相催化氧化反应中。

背景技术

迄今为止，关于下述催化剂的活性成分组成或形状已经提出过许多建议：用于生产丙烯醛和丙烯酸的催化剂，所述生产通过使丙烯进行气相催化氧化而实现；用于生产甲基丙烯醛和甲基丙烯酸的催化剂，所述生产通过使异丁烯、叔丁醇或甲基叔丁基醚进行气相催化氧化而实现；或用于生产丙烯酸或甲基丙烯酸的催化剂，所述生产通过使丙烯醛或甲基丙烯醛进行气相催化氧化而实现。例如，已经知道有如颗粒状、球状、圆柱状和环状等催化剂形状，和在将催化剂成型为适合进行氧化反应的操作条件和催化剂自身的制造条件和性能的形状之后使用催化剂。此外，关于成型催化剂的方法，已知有如片剂成型、挤出成型和涂布成型等各种方法。

上述氧化反应通常通过以下方式进行：使原料气体通过填充有催化剂的反应管，所述原料气体通过混合原料和氧气等而制备。然而，在该情况下会出现问题，例如，当试图使越来越多的原料气体流动时，发生压力升高，因而目标产物的选择率降低；还有催化剂层中出现局部异常高温区域(热点)，导致催化剂寿命缩短或因过度的氧化反应而使目标产物的选择率降低，最不理想时会发生反应失控。

在上述催化剂中，由于具有环状(即，中空的圆柱状或具有通孔的圆柱状)的催化剂具有通孔，因而可知该形状具有很小的压降。但是，该形状具有较小的机械强度，因此在某些情况下，压力损失更容易升高，因为在催化剂填充过程中或者在使用过程中催化剂发生了粉末化。

为弥补这种缺陷，例如，专利文献1描述了将催化剂的中心通孔或外形制作为椭圆形状的方法。

该方法旨在通过在催化剂中提供低机械强度的区域和将催化剂设计为在这些区域崩塌，来将催化剂间隔的减小或粉末化抑制到最低。但是，即使应用这种技术，对催化剂填充时发生粉末化的防止也不充分，并且催化剂的耐摩擦性也需要增强。

专利文献2描述了一种成型为中空圆柱状或环形片状的催化剂，其特征在于，所述催化剂端面在朝向外侧边缘端和朝向中心孔的边缘端的这两个方向上弯曲，其具有抑制压降的作用。专利文献2中公开的催化剂是用在乙烯氧氯化为1，2-二氯乙烷中的催化剂，在同一文件中充分公开的制造催化剂的方法是使用催化活性物浸渍载体的方法，也就是使用少量催化活性物浸渍载体的孔的方法。专利文献2没有对通过使用催化剂粉末涂布载体制造的催化剂进行任何描述。

此外，专利文献3描述了一种将无机纤维并入催化剂的构成组分中的方法。根据该方法，催化剂的机械强度得到增强，但是由于催化剂组分本身已成型，因此反应性气体的通过距离延长，并且催化剂的热积聚随着反应的进行而提高。催化剂中的热积聚可导致催化剂寿命的缩短或者反应失控，因此，存在对于具有较高除热效果的催化剂的需求。

专利文献4也公开了一种催化剂，其中，应用了催化剂组分的中空圆柱的端面是弯曲的。

此外，专利文献5公开了在调温调湿环境中干燥的技术。但是，专利文献5与负载型催化剂无关。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-170232号公报

专利文献2：日本特开2001-293376号公报

专利文献3：日本特开2002-273229号公报

专利文献4：日本特开昭61-141933号公报

专利文献5：日本特开2008-207127号公报

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的一个目的是提供这样的催化剂：所述催化剂是通过以催化剂粉末涂布载体而制造的负载型催化剂，其抑制气相催化反应中目标产物的选择率降低且具有优异的耐摩擦性。

解决问题的方法

本发明的发明人已经发现，虽然仅通过简单地使用催化剂粉末涂布环状载体不能提高催化剂的耐摩擦性，但是通过对载体自身形状和造粒环境设定特定条件可以解决上述问题，由此完成了本发明。

也即，本发明涉及：

(1)一种通过使丙烯、异丁烯、叔丁醇或甲基叔丁基醚进行气相催化氧化而生产相应的不饱和醛和不饱和羧酸的催化剂，所述催化剂为具有涂布有催化剂粉末的惰性载体的负载型催化剂，其中，所述惰性载体为环状并且具有在所述载体的长度方向上弯曲的外周；

(2)一种通过使不饱和醛进行气相催化氧化而生产相应的不饱和羧酸的催化剂，所述催化剂为具有涂布有催化剂粉末的惰性载体的负载型催化剂，其中，所述惰性载体为环状并且具有在所述载体的长度方向上弯曲的外周；