[发明专利]不饱和醛和/或不饱和羧酸的制造方法

说明书

技术领域

该发明涉及在复合金属氧化物催化剂的存在下利用分子态氧或含 分子态氧的气体将烯烃气相催化部分氧化以制造对应的不饱和醛和/或 不饱和羧酸的制造方法。

背景技术

利用分子态氧将丙烯气相催化部分氧化而在工业上制造丙烯醛和 丙烯酸时，产生各种问题。作为问题之一，已知随着复合金属氧化物 催化剂(以下记作“催化剂”)所处的温度升高，催化剂的劣化加速。 另外，还广泛已知由于过度的氧化反应得到促进，因而目标产物收率 下降。因此，在原料浓度、空速高的高负荷的状况下，为了提高目标 产物的生产率，需要提高反应浴温度以将催化剂的反应速度保持在高 水平，但是如上所述，反应浴温度高时，有催化剂寿命变短的问题。 此外，由于丙烯等的气相催化部分氧化是放热反应，因此在催化剂层 中产生局部的高温部(热点)，催化剂劣化和收率下降变得显著。对 于这些问题，在现有技术中提出了各种各样的方案。例如，专利文献1 中记载了如下方法：准备占有体积和煅烧温度、和/或碱金属元素的种 类和/或量不同的多种催化剂，并且以在多管式氧化反应器的管轴方向 上活性从原料气体入口向出口升高的方式进行填充，由此抑制热点温 度。该方法的目的在于，通过在导入高浓度的原料气体的入口侧填充 抑制了活性的催化剂而抑制过度放热。然而，通过占有体积进行的活 性调节中，由于反应管径而使催化剂的占有体积的尺寸受到限制，因 此有时得不到充分的效果，或者有可能由于催化剂未被均匀填充因而 未实现所设计的反应区，从而未发挥充分的催化剂性能。另外，专利 文献2中记载了如下方法：通过从原料气体入口侧向出口侧增加催化 剂的负载量而使催化剂活性带有顺序，由此抑制原料气体入口侧处的 热点温度，从而在填充有高活性的催化剂的出口侧使气相催化部分氧 化反应达到工艺上所需要的原料转化率。然而存在如下问题：低负载 量的原料气体入口侧的催化剂的寿命短，另一方面，原料气体出口侧 的催化剂的活性成分量多，因此催化剂活性成分的层变厚，由此反应 热在催化剂内蓄积，从而选择性下降。另外，根据专利文献3，记载了 通过使用环形催化剂来抑制热点温度，从而可以应对高负荷的状况下 的反应的方法。然而，环形催化剂在向多管式氧化反应器中填充时从 形状的特性方面考虑难以均匀填充。另外，从成形方法的特性上考虑， 由于机械强度低，因而催化剂崩解而发生粉化，不仅堵塞反应管，而 且催化剂活性成分脱落，由此不能充分发挥催化剂性能也是一大问题。 此外，在专利文献4中公开了如下技术：在沿管轴方向将各反应管内 的催化剂层分割设置2层以上的反应带中，通过以铋和铁的总量从原 料气体入口向出口减少的方式填充改变了铋和铁后的催化剂，由此抑 制钼成分的升华，从而可以长期稳定且高收率地制造丙烯醛和丙烯酸。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-226302号公报

专利文献2：日本特开平6-192144号公报

专利文献3：日本特表2007-511565号公报

专利文献4：日本特开2001-048817号公报

发明内容

发明所要解决的问题