[發明專利]用于容納無塵催化劑的可移除保護性涂層

有效

• 申請號: 201480009080.5
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN105073259B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: W·加布里爾
• 申請（專利權）人: 克拉里安特國際有限公司
• 主分類號: B01J37/02
• 分類號: B01J37/02;B01J33/00;B01J35/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 鄒智弘

本發明涉及一種穩定化的催化劑模制品，其包含由催化劑材料形成的催化劑本體，所述催化劑材料包含催化活性材料或催化活性材料的前體材料，其特征在于，所述催化劑模制品的至少部分表面提供有包含有機粘合劑的保護性涂層。此外，本發明涉及一種獲得穩定化的催化劑模制品的方法。

本發明涉及一種包含催化劑本體的穩定化的催化劑模制品，所述催化劑本體包含催化劑材料，和本發明涉及一種制備穩定化的催化劑模制品的方法。

許多催化劑由于它們的物理性質，在它們被用于化學工業中時由于催化劑處理期間的摩擦和磨損而導致大量粉塵形成。由于這些催化劑經常包含有害或者甚至有毒的元素或化合物(例如Cr(VI)、V₂O₅、焦磷酸釩、貴金屬等)，處理這樣的催化劑的人員暴露于所形成的催化劑粉塵中是危險的。鑒于化學品的歐盟法規(稱為REACH，其于2013年生效)，必須尤其考慮該方面。

馬來酸酐是具有相關商業利益的化學中間體。例如，馬來酸酐單獨或與其它酸組合地用于制備醇酸和聚酯樹脂。除此以外，其還是可通用于化學合成的中間體，例如用于合成γ-丁內酯、四氫呋喃和1,4-丁二醇，將它們再次用作溶劑或者進一步加工成聚合物，例如聚四氫呋喃或聚乙烯基吡咯烷酮。

馬來酸酐(MA)的制備通常通過在氣相中用分子氧或者用含分子氧的氣體在釩磷氧化物催化劑(VPO催化劑)存在下部分氧化烴，尤其是丁烷或苯而進行。使用不同的氧化催化劑、不同形狀的催化劑模制品和不同的過程條件。通常，所述氧化催化劑包含釩和磷的混合氧化物，其中這樣的包含3.8-4.8價態的釩的氧化催化劑經證明特別適合于由具有至少4個呈直鏈的碳原子的烴制備馬來酸酐。除釩、磷和氧之外，所述VPO催化劑例如可包含可呈其氧化物形式存在于該氧化催化劑中的金屬。例如，為了通過非均相催化氣相氧化烴而制備馬來酸酐，使用包含釩、磷和氧且具有可變幾何形式的催化劑模制品。

例如，根據現有技術的用于制備馬來酸酐的典型催化劑呈環或中空圓柱體形式。這些環或中空圓柱體通過壓制包含催化活性材料或催化活性材料的前體材料而制備。這樣的催化劑模制品顯示出相對低的抗碎強度，因此具有強烈的摩擦和磨損傾向。如果對催化劑環施加機械應力(例如在制備后填充鼓期間、運輸期間、傾空鼓期間和最終在裝載反應器期間)，則由于摩擦和磨損而形成大量粉塵。通過篩分分離這些細屑僅僅是一種臨時性的措施，因為進一步的機械應力會導致新的粉塵形成。

該顯著的粉塵形成嚴重不利于催化劑處理和催化劑在反應器中的使用。

1.用于制備馬來酸酐的催化劑的活性組分包含焦磷酸釩，其被認為是有毒的且對環境有害。處理該催化劑(例如在填充鼓、從鼓中排出和反應器裝載期間)的人員必須穿戴嚴密的個人保護裝置。此外，在每次催化劑處理期間，應安裝合適的真空系統以保持人員和環境暴露于催化劑粉塵中盡可能低。這些嚴密的保護措施是成本密集型的且有時難以實現。

2.如果催化劑細屑在催化劑裝載期間沉積在反應器管中，則可能導致各反應器管的不均一壓降。然而，對良好的催化劑性能和反應器的安全操作而言，重要的是各反應器管的壓降保持在給定的容許范圍內。如果各管中的壓降由于顯著量的細屑而超出容許范圍，則必須將這些管清空且必須用例如篩分的或新鮮的催化劑模制品再次填充。除增加時間和工作量之外，使用額外的新鮮催化劑模制品還導致增加的成本。

3.由于歐盟對化學品登記、評估、授權和限制的REACH指令，必須建立對整個處理鏈暴露的應對方案。就此而言，還有用的是能提供不粉化的催化劑。

在催化劑制備和處理期間形成粉塵這一問題并非專門針對獨特的催化劑，例如用于制備馬來酸酐或甲醛的催化劑，而是普遍針對所有具有低磨損強度的催化劑。

具有低磨損強度的催化劑的另一實例為用于按照方法使烴如丙烷非氧化性脫氫成烯烴如丙烯的催化劑。該方法例如描述于US2007/32691A1中。所述催化劑通常以具有例如3mm標稱直徑的擠出物的形式提供。所述催化劑包含Cr₂O₃和氧化鋁。盡管鉻基本上作為Cr(III)包含，然而總是存在顯著量的高毒性Cr(VI)。