用于制備丙烯醛和丙烯酸的環(huán)狀催化劑及所述催化劑的應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種用于制備丙締醒和丙締酸的環(huán)狀催化劑及所述催化劑的應用。
【背景技術】
[0002] 在包含催化劑層的多管固定床反應器中進行丙締、異下締或叔下醇與分子氧的氣 相氧化的方法通常被用來制備丙締醒和/或丙締酸。
[0003] 然而，所述反應是放熱反應，因此在所述反應期間采用了限制所述催化劑層的厚 度、使用其中負載有催化活性材料的負載催化劑、或者使用形成圓柱狀或環(huán)狀的催化劑的 各種方法來使得溫度的上升最小化。
[0004] 在它們中，環(huán)狀的催化劑（即中空圓柱狀的催化劑，下文中稱之為"環(huán)狀催化劑"） 可比粒狀催化劑獲得更寬的孔隙，因此可展現(xiàn)出更寬廣的催化活性組分表面積和更加改善 的散熱能力。
[0005] 然而，因為在機械性能方面其結構不如粒狀催化劑，所述環(huán)狀催化劑在制備、儲 存、或者裝入反應管的過程中會因震動而易于損壞。此外，存在的問題是所述環(huán)狀催化劑的 損壞碎片或灰塵提升了所述反應管中的壓力，并使得各個反應管的壓力不穩(wěn)定，尤其在多 管反應器的情況下。另外，所述環(huán)狀催化劑具有的問題是所述催化劑的壽命有限，因為相比 于所述粒狀催化劑，更少的催化活性組分被裝入所述反應管中。

【發(fā)明內容】

[000引[技術問題]
[0007] 本發(fā)明的一個方面提供了一種與現(xiàn)有環(huán)狀催化劑相比機械性能得到更加改善的 用于制備丙締醒和丙締酸的環(huán)狀催化劑。
[0008] 本發(fā)明的另一個方面提供了一種采用所述環(huán)狀催化劑的丙締醒和丙締酸的制備 方法。
[000引[技術方案]
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于制備丙締醒和丙締酸的環(huán)狀催化劑，該催化劑
[0011] 包含含有至少鋼（Mo)和祕度U的催化活性組分和無機纖維的混合物，并且
[0012] 具有環(huán)狀形狀，并且
[0013] 滿足W下關系式1，
[0014][關系式^
[0015] 0. 1《巧Lf/值e-Di) ] < 0. 2
[0016] 在所述關系式1中，Lf為所述無機纖維的數(shù)均長度，D。為所述環(huán)狀催化劑的外徑， W及Di為所述環(huán)狀催化劑的內徑。
[0017] 所述催化劑可滿足W下關系式2 [001引[關系式引
[001 引 0. 2《Lc/De《1. 5
[0020] 在所述關系式2中，L。為所述環(huán)狀催化劑的縱向長度，W及D。為所述環(huán)狀催化劑 的外徑。
[0021] 所述催化活性組分可由W下化學式1來表示。
[0022] [化學式1]
[0023] MOaBibAcBdCeOf
[0024] 在化學式1中，Mo為鋼；Bi為祕；A為選自化、Zn、Mn、Nb和Te中的一種或多種元 素；B為選自Co、化和Ni中的一種或多種元素；C為選自化、K、Li、Cs、Ta、化、化和Mg中 的一種或多種元素；0為氧；W及
[00巧]a、b、c、te和f為各元素的原子比，其中當a= 12時，b為0. 1至10,C為0. 1至 10,d為0. 1至15,e為0. 001至10,W及f為根據(jù)各元素的氧化態(tài)所決定的數(shù)值。
[0026] 另外，所述無機纖維可W是選自玻璃纖維、二氧化娃纖維、氧化侶纖維和二氧化 娃-氧化侶纖維中的一種或多種纖維。所述無機纖維可具有2mmW下的數(shù)均長度和2至 40ym的數(shù)均直徑。此外，每100重量份的所述活性組分，所述無機纖維的含量可W是2至 15重量份。
[0027] 另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種丙締醒和丙締酸的制備方法，包括如下步驟：在所 述環(huán)狀催化劑的存在下，進行選自丙締、異下締和叔下醇中的一種或多種原料與分子氧的 催化氣相氧化反應。
[0028] 所述催化氣相氧化反應可在其中裝入了所述環(huán)狀催化劑的多管固定床反應器中 進行。
[0029] 在所述制備方法中，所述環(huán)狀催化劑可滿足所述關系式2。另外，可將所述環(huán)狀催 化劑裝入所述反應器中W形成至少兩個具有不同Lt/D。的層，并且，從所述反應器的原料入 口側至產品出口側所述Lt/D。可W是減小的。
[0030][有益效果]
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的用于制備丙締醒和丙締酸的催化劑可被均勻的裝入反應器中，且由 于其具有優(yōu)良的機械性能可使得所述催化劑的巧塌最小化，并且其可通過確保穩(wěn)定的孔隙 來降低所述反應的初始壓力，W及可被穩(wěn)定地長時間使用。另外，根據(jù)本發(fā)明的丙締醒和丙 締酸的制備方法可通過使用所述催化劑而提供更加改善的生產效率。
【附圖說明】
[003引圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的催化劑的（a)立體圖W及化）剖視圖和 側視圖，運些視圖是放大視圖。
[003引 < 附圖標記說明〉
[0034] Di:環(huán)狀催化劑的內徑
[0035] De:環(huán)狀催化劑的外徑
[0036]k環(huán)狀催化劑的縱向長度。
【具體實施方式】
[0037] 下文中，將參照所附附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于制備丙締醒和丙締 酸的催化劑和所述催化劑的應用。
[0038] 在此之前，本說明書中所用的技術術語僅用于提及具體的實施方式且其并不意欲 限制本發(fā)明。此處所用的單數(shù)表達方式可包含復數(shù)表達，除非其上下文為不同的表述。本 說明書中所用的術語"包含V'含有"或"包括"的含義體現(xiàn)具體的特性、領域、實質、步驟、 行為、元素或組分，且并不排除其它具體的特性、領域、實質、步驟、行為、元素或組分的存在 或添加。
[0039] 在研究用于制備丙締醒和丙締酸的催化劑的過程中，本發(fā)明人認識到現(xiàn)有環(huán)狀催 化劑在制備、儲存、或者裝入反應管的過程中由于震動而易于損壞。尤其是，認識到所述催 化劑的損壞碎片或灰塵，在多管反應器的情況下提升了所述反應管中的壓力并使得各個反 應管的壓力不穩(wěn)定，而且成為了生產效率降低的因素。
[0040] 因此，本發(fā)明人為解決此問題而反復研究，并認識到可通過在制備所述環(huán)狀催化 劑的過程中與催化活性組分一起添加無機纖維，尤其是通過將所述環(huán)狀催化劑的壁厚與所 述無機纖維的數(shù)均長度的比率調節(jié)至確定的范圍而能夠顯著改善所述催化劑的機械性能。
[0041] 本發(fā)明人還認識到當所述催化劑用于丙締醒和丙締酸的制備過程時，可使得由于 使用環(huán)狀催化劑而導致的催化活性組分的有效劑量的降低最小化，并可確保得到更加改善 的產率。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種用于制備丙締醒和丙締酸的環(huán)狀催化 劑，該催化劑
[0043] 包含含有至少鋼（Mo)和祕度i)的催化活性組分和無機纖維的混合物，并且
[0044] 具有環(huán)狀形狀，并且
[0045] 滿足W下關系式1 [004引[關系式U
[0047] 0. 1《口Lf/ 化-Di) ] < 0. 2
[0048]在所述關系式1中，Lf為所述無機纖維的數(shù)均長度，D。為所述環(huán)狀催化劑的外徑， W及Di為所述環(huán)狀催化劑的內徑。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的用于制備丙締醒和丙締酸的催化劑包含催化活性組分和無機纖維， 并且具有如圖1(a)所示的環(huán)狀形狀。
[0050] 所述催化劑可包含適用于制備丙締醒和丙締酸的催化劑的常規(guī)組分作為所述活 性組分，且優(yōu)選含有至少鋼（Mo)和祕度i)W確保催化活性。更優(yōu)選地，所述催化活性組分 可由W下化學式1來表示。
[0051][化學式^
[0052] MOaBibAcB