有机化合物的连续多相催化气相部分氧化方法技术

在氧化反应器中的有机化合物的连续多相催化气相部分氧化方法，反应器进料气体混合物包括，除了被部分氧化的有机化合物和作为氧化剂的分子氧以外，还有至少一种在多相催化气相部分氧化条件下基本惰性的稀释气体，而基本惰性的稀释气体包含部分可燃气体，其中通过氧化反应器后，离开氧化反应器的产物气流中存在的惰性稀释气体的可燃组分不循环至多相催化气相部分氧化中，而进一步用于另一化学反应中。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于在氧化反应器中有机化合物的连续多相催化气相部分氧化的新方法，反应器的进料气体混合物包括，除了被部分氧化的有机化合物和作为氧化剂的分子氧以外，还有至少一种在多相催化气相部分氧化条件下基本惰性的稀释气体，其中基本惰性的稀释气体包含至少部分可燃气体。对于本专利技术来说，有机化合物的完全氧化意思是有机化合物在分子氧作用下以下述方式反应其中存在的所有碳转化为碳的氧化物和所有氢转化为氢的氧化物。总之在分子氧作用下有机化合物所有其他反应被认为是有机化合物的部分氧化。详细地说，在本说明书中部分氧化意思是在分子氧作用下有机化合物的那些反应，其中在反应完成时被部分氧化的有机化合物含有比部分氧化进行前至少多一个化学键合的氧原子。对于本专利技术来说，在多相催化气相部分氧化条件下基本惰性的稀释气体是在多相催化气相部分氧化的条件下其组分保持不变的稀释气体，认为每个组分分别达到大于95％(摩尔)，优选大于98％保持不变。对于本专利技术来说，可燃气体是化合物与空气的混合物，其在初始压力1巴和初始温度50-100℃下有上爆炸极限和下爆炸极限(燃烧极限)。爆炸极限根据用W.Berthold等在Chem.-Ing.Tech.(1984)56，No.2，PP.126-127中描述的标准设备的测量法测定。根据DIN51649爆炸极限是下列极限值在空气与可燃气体的混合物中在规定的初始条件下，由局部火源(例如炽热的白金丝)的扩散引发的燃烧(着火，爆炸)的速度取决于可燃气体的含量。在特定的含量下速度最大。增加或减少可燃气体含量都降低燃烧速度，最终直到在可燃气体含量的上限值或下限值燃烧反应不再从火源扩散。这两个极限值是上爆炸极限或下爆炸极限；在这两个极限值之间的可燃气体含量范围是爆炸范围(燃烧范围)。在气体与空气以任何比例混合的相应混合物不能进行由火源扩散的燃烧反应时，则该气体是不可燃的惰性稀释气体。可燃气体的例子是H2、NH3、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷(正-和/或异丁烷)、戊烷(正-、异-或新戊烷)、丙炔、CO、乙炔、乙烯、乙醚、氰化氢和硫化氢。其他例子见RmppchemieLexikon，Cm-G，Thieme Verlag，Seuttgart，8th edition(1990)，第1285页的表。不可燃气体的例子是CO2、H2O、N2和全部稀有气体。可燃气体在具体的多相催化气相部分氧化方面显示惰性性质和适合作为使用的基本惰性的稀释气体的可燃组分的程度可以由本
技术熟练的人员用一些初级试验测定。通常，已知许多基本化学品可以通过用分子氧部分氧化不同的有机化合物生产。可以记述的例子是丙烯的反应得到丙烯醛和/或丙烯酸(参见，例如，DE-A-2351151)，叔丁醇、异丁烯、异丁烷、异丁醛或叔丁醇甲基醚的反应得到甲基丙烯醛和/或甲基丙烯酸(参见，例如，DE-A-2526238、EP-B-92097、EP-B-58927、DE-A-4132263、DE-A-4132684和DE-A-4022212)，丙烯醛的反应得到丙烯酸、甲基丙烯醛的反应得到甲基丙烯酸(参见，例如，DE-A-2526238)，邻二甲苯或萘的反应得到邻苯二甲酸酐(参见，例如EP-A-522871)，和丁二烯的反应得到马来酸酐(参见，例如，DE-A-2106796和DE-A-1624921)，1，2-二氢化茚的反应得到例如蒽醌(参见，例如，DE-A-2025430)，乙烯的反应得到环氧乙烷(参见，例如DE-B-1254137，DE-A-2159346，EP-A-372972，WO-89/0710，DE-A-4311608和Beyer，Lehrbuch der Organischen Chemie，17thedition(1973)，Hirzel Verlag Stuttgart，P.261)，丁二烯的反应得到乙烯基环氧乙烷(参见，例如，US-A-5312931)，丙烯和/或丙烯醛的反应得到丙烯腈(参见，例如，DE-A-2351151)，异丁烯和/或甲基丙烯醛的反应得到甲基丙烯腈，烃的氧化脱氢(参见，例如，DE-A-2351151)，等等。从上述文献一般还知道用分子氧作为氧化剂的有机化合物的部分氧化特别选择用固体积聚态催化剂在气相中进行。催化剂通常是氧化物的组合物或贵金属(例如银)。催化活性的氧化物的组合物可以含有，除了氧以外，仅一种其他元素或多种其他元素(多元素氧化物组合物)。通常，使用的催化活性的氧化物组合物包括多种金属元素，特别是过渡金属元素。这些被认为是多金属氧化物组合物。通常，多元素氧化物组合物不是元素组分的氧化物的简单的物理混合物，而是这些元素配合的多组分(poly-compounds)的不均匀混合物。这些多相催化气相部分氧化通常在高温(一般几百度，通常100-600℃)下进行。由于大多数多相催化气相部分氧化是强烈的放热反应，这些反应经常优选在流化床反应器中或在有通过围绕接触管的空间的热交换介质的多管固定床反应器中进行。在多相催化气相部分氧化中的操作压力(绝对压力)可以是低于1atm，1atm或高于1atm。一般，操作压力是1-10atm。在反应混合物通过催化剂装料的停留时间中目的反应进行。由于用分子氧的有机化合物的大部分多相催化气相部分氧化的一般所述的放热特性，反应物通常用在气相催化部分氧化条件下基本惰性的气体稀释。另一方面，对用分子氧的有机化合物的多相催化气相部分氧化来说，特别关心期望的目的化合物的高的时空产率，即关心加入氧化反应器中的初始混合物中反应物的体积比例应尽可能高。如同下面说明的，进料气体中作为氧化剂的分子氧的体积比例是特别重要的。因此，一方面，关于部分氧化成期望的目的化合物的化学计量，一般必须使用作为氧化剂的分子氧的量至少化学计量或超化学计量(例如，再氧化用作催化剂的氧化组合物和减少碳沉积)。另一方面，为了安全的原因，在进料气体混合物中作为氧化剂使用的分子氧的体积比例必须低于氧的极限浓度。氧的极限浓度是进料气体混合物中分子氧的体积百分数，其与进料气体混合物中其他组分，即特别是被部分氧化的有机化合物和惰性稀释气体的体积比例无关，低于该极限浓度，在给定的进料气体混合物的压力和温度下，例如由局部火源(例如反应器中的局部过热或形成火花)引发的有机化合物的燃烧(爆炸)不再可能从火源扩散。因此，进料气体混合物中氧的极限浓度规定为被部分氧化的有机化合物的进料气体混合物中氧的最大体积比例，其影响目的化合物可达到的时空产率(参见EP-A-257565，第5页，36-37行)。当然，进料气体混合物中氧的极限浓度受进料气体混合物中组分种类较大地影响，其为什么特别重要是依附于用分子氧的有机化合物的多相催化气相部分氧化的惰性稀释气体(其组成)的选择。有机化合物多相催化气相部分氧化的传统方法一般介绍不可燃蒸汽和/或氮气作为惰性稀释气体以避开爆炸范围(参见，例如，DE-A-3006894，第6页21行，DE-A-2056614，第2页最后两行，US-A-4147885，第1栏20-35行，DE-A-2547536，权利要求1，DE-A-2436818第2页第3段，DE-A-2202734，第4页18-22行，DE-B-2009172，第4栏40-45行，其中DE-A本文档来自技高网...

【技术保护点】
在氧化反应器中的有机化合物的连续多相催化气相部分氧化方法，反应器进料气体混合物包括，除了被部分氧化的有机化合物和作为氧化剂的分子氧以外，还有至少一种在多相催化气相部分氧化条件下基本惰性的稀释气体，而基本惰性的稀释气体包含部分可燃气体，其中通过氧化反应器后，离开氧化反应器的产物气流中存在的惰性稀释气体的可燃组分不循环至多相催化气相部分氧化中，而进一步用于另一化学反应中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W赫夫纳，O马哈汉默，HP努曼，A田滕，W卢佩尔，H福格尔，
申请(专利权)人：BASF公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]