[其他]马来酸酐的生产方法

说明书

本发明涉及一种马来酸酐的生产方法，它包括在固定床中用空气或含分子氧的气体气相催化氧化苯。更明确地讲，本发明涉及一种在提高苯载荷量情况下以稳定的高产率生产马来酸酐的方法及其催化剂。

为了能工业上有利地通过气相催化氧化苯的方法来生产马来酸酐，首先就要求有高选择性和长期耐用的催化剂。近年来，已经要求生产过程节能和提高生产效率，以及对催化剂还附加要求其具有能以较少量的空气催化氧化大量苯的能力，或者换句话说，即使生产过程是在提高进料气中苯浓度的情况下进行时，要求催化剂具有很好的选择性和耐用性。

到现在为止，如此目的而提出的催化剂还不能完全满足这种附加的要求。例如，美国专利第4，036，780号和第4，118，402号中叙述其马来酸酐的产率可高至95到100%（重量）。但是，考察这些专利中的操作实例表明：只有在进料气中苯的浓度相当低时，即40克/标准立方米-空气（简写为克/标准立方米）时才有这样高的产率。本发明重复了这样一个实例，并且发现在包括提高苯浓度至约为50克/标准立方米的氧化条件下，催化剂层的热部位温度超过500℃，而得到的马来酸酐的产率仅为85至90%。还有，在苯浓度高过50克/标准立方米的反应中，不可控制的异常过分的氧化作用造成热部位的催化剂粘稠，而且催化剂半熔化并失去活性。而且随着提高荷载苯量，在长期运行时还发现在较大程度上催化活性物质脱离了载体的表面。这些事实表明，不可能将这些催化剂用于高浓度的生产过程中。

本发明的一个目的是提供一个在固定床中采用空气或含分子氧的气体气相催化氧化苯，并能在高的苯/空气或含分子氧的气体比率下操作的生产马来酸酐的方法。

本发明的其他目的是提供具有以下优点的马来酸酐生产方法：

1）、通过减少单位产量所需提供的空气或含分子氧的气体的量来减少为提供这种气体所需的能量。

2）、由于降低单位产量的供气量的结果，也减少了气体从氧化反应器中带走的热量，因而，在反应器中热的回收量提高了。结果是，非常有用的高压蒸汽量提高了。

3）、由于增加了产品气体中马来酸酐的浓度，所以提高了被收集器收集到的马来酸酐的比率。这样，装在反应器后面的洗涤器所收集的马来酸的量减少了。结果是，为转变马来酸为马来酸酐所需的能量降低了，而且从洗涤器排出的水量也减少了。

4）、提高了生产效率，从而氧化反应器的尺寸和单位产量的辅助材料减少了。

本发明人发现，采用把基本成分为五氧化二钒（V₂O₅），三氧化钼（MoO₃）或氧化钠（Na₂O）中加有特殊助催化剂的活性物质，沉积在以碳化硅（SiC）为主或与适量无机晶须一起组成的多孔无机惰性载体上而制得的催化剂，可以大大减少由机械和热负荷而引起的催化活性物质从载体表面上脱落下来。

本发明人还发现，通过采用串级式催化剂可以大大改善单位量催化剂的载苯能力和催化剂的耐用性。这种串级式催化剂由处于气体进口侧的催化剂填充层中的催化剂（第一级催化剂）和处于气体出口侧催化剂填充层中的催化剂（第二级催化剂）所组成。第一级催化剂的活性是通过至少加入含钾、铯、铊、铷之一种化合物作为助催化剂或通过减少将要加入的五氧化二磷（P₂O₅）的量来加以控制。第二级催化剂的活性是通过用第一级催化剂中减少所加的含钾、铯、铊、铷、镁、钙、锶、钡之一种化合物量，或者不加这一成分，或者是通过用第一级催化剂中的五氧化二磷（P₂O₅）的量增加来加以提高。

因此，根据本发明提供了一个马来酸酐的生产方法，它包括在一个多管热交换器型的反应器中用空气或含分子氧的气体气相催化氧化苯;其中反应器的催化剂填充层被分成占有催化剂填充层总高度30至70%的气体进口侧层和占有所说的总高度70至30%的气体出口侧层。

气体进口侧层含有一种催化剂〔A〕，它是