[發(fā)明專(zhuān)利]用于生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00109645.1
• 申請(qǐng)日: 2000-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1280979A
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧野政昭;高橋典
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社日本觸媒
• 主分類(lèi)號(hào): C07C63/16
• 分類(lèi)號(hào): C07C63/16;C07C51/265
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 胡交宇

本發(fā)明涉及一種使用固定床反應(yīng)器生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法。特別是本發(fā)明涉及一種使用固定床反應(yīng)器通過(guò)用分子氧或者一種含有分子氧的氣體對(duì)鄰-二甲苯和／或萘的氣-相催化氧化反應(yīng)高產(chǎn)率生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法。

鄰苯二甲酸酐是通過(guò)使用分子氧或一種含有分子氧的氣體(這些在下文中簡(jiǎn)稱(chēng)為“含氧氣體”)對(duì)鄰-二甲苯和／或萘進(jìn)行氣相催化氧化反應(yīng)制備的。在該方法中，在一種惰性載體上載有的含有氧化釩和氧化鈦?zhàn)鳛榛钚猿煞值拇呋瘎┑氖褂檬枪模⒈幻枋鲇冢纾毡緦彶榈?a title="鉆瓜專(zhuān)利網(wǎng)">專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)47-15323，49-41036，和52-4538，和日本未審查的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)47-5661，49-89694，和57-105241。這些催化劑各具有特性，并且其中的一些已投入商業(yè)化生產(chǎn)。

然而，這些催化劑的性能還有待改善。鑒于生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模，通過(guò)催化劑的改進(jìn)鄰苯二甲酸酐產(chǎn)率的1％的提高也會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。選擇性的改進(jìn)有助于產(chǎn)生最終產(chǎn)物的熱處理和蒸餾過(guò)程，從而可高質(zhì)量，低成本地進(jìn)行生產(chǎn)。

另外，通過(guò)提高產(chǎn)率和催化活性的持久性對(duì)于確保生產(chǎn)的穩(wěn)定性是非常重要的。對(duì)于提高產(chǎn)率的一個(gè)可能的解決方案是在高載量的條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)。例如，提高原料材料氣體(鄰-二甲苯和／或萘)的濃度相對(duì)于含氧氣體的濃度。然而，鄰-二甲苯和／或萘反應(yīng)產(chǎn)生鄰苯二甲酸酐是一種高放熱反應(yīng)，在這樣的高裝載條件之下，熱點(diǎn)的溫度急劇提高，發(fā)生顯著損害催化劑的過(guò)氧化反應(yīng)。結(jié)果導(dǎo)致鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率降低。如果熱點(diǎn)的溫度過(guò)分提高，反應(yīng)熱不能充分散發(fā)，這會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生。

已有人提出了一種具有令人滿意的耐熱性和在這種高裝載條件下使用的穩(wěn)定的催化劑，例如日本已審查的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)59-1378。然而，即使使用這樣的催化劑仍不能避免鄰苯二甲酸酐產(chǎn)率的降低、催化劑的損害和發(fā)生副反應(yīng)的危險(xiǎn)性，除非熱點(diǎn)溫度的過(guò)分升高得到控制。

在此情況下，為了在高裝載條件之下進(jìn)行操作，人們?cè)噲D通過(guò)將催化劑層改裝成具有不同的催化活性的兩個(gè)或多個(gè)不同的催化劑層來(lái)抑制熱點(diǎn)溫度的升高。但是，如果在各個(gè)催化劑層中的原料的轉(zhuǎn)換率失去平衡，熱點(diǎn)的溫度仍會(huì)急劇上升，從而誘發(fā)過(guò)量氧化反應(yīng)。結(jié)果，這種改裝也不能解決鄰苯二甲酸酐產(chǎn)率下降和催化劑損害的問(wèn)題。在極端的情況下，熱點(diǎn)出將發(fā)生副反應(yīng)。

因此，發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法，它能夠高產(chǎn)率地生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐，能夠降低催化劑隨著時(shí)間的延長(zhǎng)遭到的損害，并且能夠連續(xù)地穩(wěn)定地生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐，即使當(dāng)供給高濃度的原料氣體的時(shí)候。

具體地說(shuō)，本發(fā)明提供了一種使用一個(gè)或多個(gè)固定床反應(yīng)器通過(guò)用一種含氧氣體對(duì)鄰-二甲苯和／或萘的氣-相催化氧化反應(yīng)生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法。在這一方法中，氣相催化氧化過(guò)程是在三個(gè)或更多個(gè)不同的催化劑層中進(jìn)行的，并且在各個(gè)催化劑層中鄰-二甲苯和／或萘的轉(zhuǎn)化率被限定在特定的范圍內(nèi)。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1至4中的每一個(gè)圖表示用于本發(fā)明的生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)施方案，其中，催化劑層是由三個(gè)不同的催化劑層組成的。圖1顯示一個(gè)包括一個(gè)第一催化層，一個(gè)第二催化層，和一個(gè)第三催化層的系統(tǒng)，這些催化層是以這樣的次序從單個(gè)反應(yīng)器的入口排列的。圖2顯示一個(gè)使用順序相連的多個(gè)反應(yīng)器的實(shí)施方案，其中，在第一，第二，和第三反應(yīng)器中均包括第一，第二，和第三催化層。圖3和圖4顯示使用順序相連的兩個(gè)反應(yīng)器的實(shí)施方案，其中在這兩個(gè)反應(yīng)器的每一個(gè)中均形成了兩個(gè)催化層。圖5顯示催化層在本發(fā)明的生產(chǎn)過(guò)程中溫度的變化，其中HS₁，HS₂，和HS₃分別為第一，第二，和第三催化層中的熱點(diǎn)溫度。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在每個(gè)單獨(dú)的催化層中熱點(diǎn)溫度的過(guò)度上升可通過(guò)將用于催化氧化反應(yīng)的催化劑層改裝成三個(gè)或更多各單獨(dú)的催化劑層，并通過(guò)指定單個(gè)催化劑層中的轉(zhuǎn)化率，通過(guò)平衡各個(gè)催化劑層中的反應(yīng)量而得到控制。基于這些發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。

具體地說(shuō)，本發(fā)明的方法在一個(gè)方面使用一個(gè)或多個(gè)固定床反應(yīng)器通過(guò)用一種含氧氣體對(duì)鄰-二甲苯和／或萘的氣-相催化氧化反應(yīng)生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐。在這一方法中，氣相催化反應(yīng)是在三個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的催化劑層中進(jìn)行的，鄰-二甲苯和／或萘在第一個(gè)催化劑層的出口的轉(zhuǎn)化率是30％到70％，鄰-二甲苯和／或萘在第二個(gè)催化劑層的出口的轉(zhuǎn)化率是70％或者更多。