用于制备丙烯醛和丙烯酸的环状催化剂及所述催化剂的应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于制备丙締醒和丙締酸的环状催化剂及所述催化剂的应用。
【背景技术】
[0002] 在包含催化剂层的多管固定床反应器中进行丙締、异下締或叔下醇与分子氧的气 相氧化的方法通常被用来制备丙締醒和/或丙締酸。
[0003] 然而，所述反应是放热反应，因此在所述反应期间采用了限制所述催化剂层的厚 度、使用其中负载有催化活性材料的负载催化剂、或者使用形成圆柱状或环状的催化剂的 各种方法来使得溫度的上升最小化。
[0004] 在它们中，环状的催化剂（即中空圆柱状的催化剂，下文中称之为"环状催化剂"） 可比粒状催化剂获得更宽的孔隙，因此可展现出更宽广的催化活性组分表面积和更加改善 的散热能力。
[0005] 然而，因为在机械性能方面其结构不如粒状催化剂，所述环状催化剂在制备、储 存、或者装入反应管的过程中会因震动而易于损坏。此外，存在的问题是所述环状催化剂的 损坏碎片或灰尘提升了所述反应管中的压力，并使得各个反应管的压力不稳定，尤其在多 管反应器的情况下。另外，所述环状催化剂具有的问题是所述催化剂的寿命有限，因为相比 于所述粒状催化剂，更少的催化活性组分被装入所述反应管中。
【发明内容】
[000引[技术问题]
[0007] 本发明的一个方面提供了一种与现有环状催化剂相比机械性能得到更加改善的 用于制备丙締醒和丙締酸的环状催化剂。
[0008] 本发明的另一个方面提供了一种采用所述环状催化剂的丙締醒和丙締酸的制备 方法。
[000引[技术方案]
[0010] 根据本发明，提供了一种用于制备丙締醒和丙締酸的环状催化剂，该催化剂
[0011] 包含含有至少钢（Mo)和祕度U的催化活性组分和无机纤维的混合物，并且
[0012] 具有环状形状，并且
[0013] 满足W下关系式1，
[0014][关系式^
[0015] 0. 1《巧Lf/值e-Di) ] < 0. 2
[0016] 在所述关系式1中，Lf为所述无机纤维的数均长度，D。为所述环状催化剂的外径， W及Di为所述环状催化剂的内径。
[0017] 所述催化剂可满足W下关系式2 [001引[关系式引
[001 引 0. 2《Lc/De《1. 5
[0020] 在所述关系式2中，L。为所述环状催化剂的纵向长度，W及D。为所述环状催化剂 的外径。
[0021] 所述催化活性组分可由W下化学式1来表示。
[0022] [化学式1]
[0023] MOaBibAcBdCeOf
[0024] 在化学式1中，Mo为钢；Bi为祕；A为选自化、Zn、Mn、Nb和Te中的一种或多种元 素；B为选自Co、化和Ni中的一种或多种元素；C为选自化、K、Li、Cs、Ta、化、化和Mg中 的一种或多种元素；0为氧；W及
[00巧]a、b、c、te和f为各元素的原子比，其中当a= 12时，b为0. 1至10,C为0. 1至 10,d为0. 1至15,e为0. 001至10,W及f为根据各元素的氧化态所决定的数值。
[0026] 另外，所述无机纤维可W是选自玻璃纤维、二氧化娃纤维、氧化侣纤维和二氧化 娃-氧化侣纤维中的一种或多种纤维。所述无机纤维可具有2mmW下的数均长度和2至 40ym的数均直径。此外，每100重量份的所述活性组分，所述无机纤维的含量可W是2至 15重量份。
[0027] 另外，根据本发明，提供了一种丙締醒和丙締酸的制备方法，包括如下步骤：在所 述环状催化剂的存在下，进行选自丙締、异下締和叔下醇中的一种或多种原料与分子氧的 催化气相氧化反应。
[0028] 所述催化气相氧化反应可在其中装入了所述环状催化剂的多管固定床反应器中 进行。
[0029] 在所述制备方法中，所述环状催化剂可满足所述关系式2。另外，可将所述环状催 化剂装入所述反应器中W形成至少两个具有不同Lt/D。的层，并且，从所述反应器的原料入 口侧至产品出口侧所述Lt/D。可W是减小的。
[0030][有益效果]
[0031] 根据本发明的用于制备丙締醒和丙締酸的催化剂可被均匀的装入反应器中，且由 于其具有优良的机械性能可使得所述催化剂的巧塌最小化，并且其可通过确保稳定的孔隙 来降低所述反应的初始压力，W及可被稳定地长时间使用。另外，根据本发明的丙締醒和丙 締酸的制备方法可通过使用所述催化剂而提供更加改善的生产效率。
【附图说明】
[003引图1显示了根据本发明的一个实施方式的催化剂的（a)立体图W及化）剖视图和 侧视图，运些视图是放大视图。
[003引 < 附图标记说明〉
[0034] Di:环状催化剂的内径
[0035] De:环状催化剂的外径
[0036]k环状催化剂的纵向长度。
【具体实施方式】
[0037] 下文中，将参照所附附图来说明根据本发明的实施方式的用于制备丙締醒和丙締 酸的催化剂和所述催化剂的应用。
[0038] 在此之前，本说明书中所用的技术术语仅用于提及具体的实施方式且其并不意欲 限制本发明。此处所用的单数表达方式可包含复数表达，除非其上下文为不同的表述。本 说明书中所用的术语"包含V'含有"或"包括"的含义体现具体的特性、领域、实质、步骤、 行为、元素或组分，且并不排除其它具体的特性、领域、实质、步骤、行为、元素或组分的存在 或添加。
[0039] 在研究用于制备丙締醒和丙締酸的催化剂的过程中，本发明人认识到现有环状催 化剂在制备、储存、或者装入反应管的过程中由于震动而易于损坏。尤其是，认识到所述催 化剂的损坏碎片或灰尘，在多管反应器的情况下提升了所述反应管中的压力并使得各个反 应管的压力不稳定，而且成为了生产效率降低的因素。
[0040] 因此，本发明人为解决此问题而反复研究，并认识到可通过在制备所述环状催化 剂的过程中与催化活性组分一起添加无机纤维，尤其是通过将所述环状催化剂的壁厚与所 述无机纤维的数均长度的比率调节至确定的范围而能够显著改善所述催化剂的机械性能。
[0041] 本发明人还认识到当所述催化剂用于丙締醒和丙締酸的制备过程时，可使得由于 使用环状催化剂而导致的催化活性组分的有效剂量的降低最小化，并可确保得到更加改善 的产率。
[0042] 根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于制备丙締醒和丙締酸的环状催化 剂，该催化剂
[0043] 包含含有至少钢（Mo)和祕度i)的催化活性组分和无机纤维的混合物，并且
[0044] 具有环状形状，并且
[0045] 满足W下关系式1 [004引[关系式U
[0047] 0. 1《口Lf/ 化-Di) ] < 0. 2
[0048]在所述关系式1中，Lf为所述无机纤维的数均长度，D。为所述环状催化剂的外径， W及Di为所述环状催化剂的内径。
[0049] 根据本发明的用于制备丙締醒和丙締酸的催化剂包含催化活性组分和无机纤维， 并且具有如图1(a)所示的环状形状。
[0050] 所述催化剂可包含适用于制备丙締醒和丙締酸的催化剂的常规组分作为所述活 性组分，且优选含有至少钢（Mo)和祕度i)W确保催化活性。更优选地，所述催化活性组分 可由W下化学式1来表示。
[0051][化学式^
[0052] MOaBibAcB