[go: up one dir, main page]

RU2430910C2 - Method of producing desired organic compound via heterogeneously catalysed vapour-phase partial oxidation - Google Patents

Method of producing desired organic compound via heterogeneously catalysed vapour-phase partial oxidation Download PDF

Info

Publication number
RU2430910C2
RU2430910C2 RU2007135980/04A RU2007135980A RU2430910C2 RU 2430910 C2 RU2430910 C2 RU 2430910C2 RU 2007135980/04 A RU2007135980/04 A RU 2007135980/04A RU 2007135980 A RU2007135980 A RU 2007135980A RU 2430910 C2 RU2430910 C2 RU 2430910C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
partial oxidation
oxidation
catalyst
acrolein
parallel
Prior art date
Application number
RU2007135980/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007135980A (en
Inventor
Мартин ДИТЕРЛЕ (DE)
Мартин ДИТЕРЛЕ
Клаус Йоахим МЮЛЛЕР-ЭНГЕЛЬ (DE)
Клаус Йоахим МЮЛЛЕР-ЭНГЕЛЬ
Йохен ПЕТЦОЛЬДТ (DE)
Йохен ПЕТЦОЛЬДТ
Ульрих ХАММОН (DE)
Ульрих ХАММОН
Original Assignee
Басф Акциенгезельшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200510009882 external-priority patent/DE102005009882A1/en
Application filed by Басф Акциенгезельшафт filed Critical Басф Акциенгезельшафт
Publication of RU2007135980A publication Critical patent/RU2007135980A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2430910C2 publication Critical patent/RU2430910C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method involves: a) heterogeneously catalysed vapour-phase partial oxidation of a starting organic compound selected from propylene, propane, isobutylene, isobutane, acrolein or methacrolein with molecular oxygen in a parallel-functioning system of oxidation reactors containing catalysts, which results in formation of two gas streams respectively containing the desired compound and respectively formed in one of two systems of oxidation reactors, and b) subsequent extraction of the desired product from two streams of the obtained gas to form at least one stream of crude desired product according to which c) before extraction of two from two streams, the obtained gas is mixed with each other into a mixed stream. In case of change in selectivity of formation of the desired product and/or by-products during operation the entire amount or partial amount of catalyst is replaced in parallel with fresh catalyst not in all parallel-functioning systems of oxidation reactors in which end products contained in the mixed stream are formed.
EFFECT: improved method of obtaining acrolein, acrylic acid, methacrolein or methacrylic acid as the desired product.
2 cl, 4 tbl, 2 ex

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения по меньшей мере одного целевого органического соединенияThe present invention relates to a method for producing at least one target organic compound

a) гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением по меньшей мере одного исходного органического соединения молекулярным кислородом по меньшей мере в двух параллельно функционирующих системах реакторов окисления с загруженными в них катализаторами, приводящим к образованию по меньшей мере двух потоков получаемого газа, соответственно содержащих целевое соединение и соответственно образующихся в одной из по меньшей мере двух систем реакторов окисления, иa) heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of at least one starting organic compound with molecular oxygen in at least two parallel operating systems of oxidation reactors loaded with catalysts, leading to the formation of at least two streams of the resulting gas, respectively containing the target compound and correspondingly formed in one of at least two oxidation reactor systems, and

b) последующим выделением по меньшей мере одного целевого соединения по меньшей мере из двух потоков получаемого газа с формированием по меньшей мере одного потока сырого целевого продукта,b) subsequent separation of at least one target compound from at least two streams of the resulting gas with the formation of at least one stream of crude target product,

в соответствии с которымaccording to which

c) перед выделением - по меньшей мере два из по меньшей мере двух потоков получаемого газа, или в процессе выделения - по меньшей мере два содержащие целевой продукт последующие потока, при необходимости образующиеся в ходе превращения по меньшей мере двух потоков получаемого газа по меньшей мере в один поток сырого целевого продукта, и/или после выделения - потоки сырого целевого продукта, при необходимости образующиеся в процессе выделения по меньшей мере одного из двух потоков получаемого газа, смешивают друг с другом в смешанный поток.c) before separation, at least two of the at least two streams of the produced gas, or during the separation process, at least two subsequent streams containing the target product, if necessary formed during the conversion of at least two streams of the obtained gas to at least one stream of the crude target product, and / or after isolation, the flows of the crude target product, if necessary formed in the process of separation of at least one of the two streams of the resulting gas, are mixed with each other in a mixed stream.

В контексте настоящего описания под полным окислением органического соединения молекулярным кислородом подразумевают такое превращение органического соединения, происходящее при реакционном воздействии молекулярного кислорода, вследствие которого весь содержащийся в органическом соединении углерод превращается в оксиды углерода, а весь содержащийся в органическом соединении водород превращается в оксиды водорода.In the context of the present description, by the complete oxidation of an organic compound by molecular oxygen is meant the conversion of an organic compound that occurs during the reaction of molecular oxygen, due to which all of the carbon contained in the organic compound is converted to carbon oxides and all of the hydrogen contained in the organic compound is converted to hydrogen oxides.

Любые отличающиеся от указанного выше превращения органического соединения, происходящие при реакционном воздействии молекулярного кислорода, в контексте настоящего описания называют частичным окислением органического соединения.Any organic compound conversions other than those indicated above that occur during the reaction of molecular oxygen are referred to in the context of the present description as partial oxidation of the organic compound.

Таким образом, термин «частичное окисление» используют в настоящем описании прежде всего также для обозначения реакций частичного аммоксидирования, отличающихся тем, что частичное окисление органического соединения осуществляют в присутствии аммиака.Thus, the term “partial oxidation” is used in the present description also primarily to mean partial ammoxidation reactions, characterized in that the partial oxidation of the organic compound is carried out in the presence of ammonia.

В контексте настоящего описания под частичным окислением следует подразумевать, в частности, такие превращения органических соединений, происходящие при реакционном воздействии молекулярного кислорода, в результате которых подлежащее частичному окислению органическое соединение (исходное органическое соединение) после превращения содержит по меньшей мере на один атом химически связанного кислорода больше, чем до осуществления частичного окисления.In the context of the present description, partial oxidation should be understood, in particular, such transformations of organic compounds that occur during the reaction of molecular oxygen, as a result of which the organic compound to be partially oxidized (initial organic compound) after conversion contains at least one chemically bound oxygen atom more than before partial oxidation.

В общем случае известно, что частичное гетерогенно катализируемое окисление разнообразных исходных органических соединений в паровой фазе молекулярным кислородом позволяет синтезировать многочисленные химикаты. Примерами подобных синтезов могут служить превращение трет-бутанола, изобутилена, изобутана, изобутиральдегида или простого метилового эфира трет-бутанола в метакролеин и/или метакриловую кислоту (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 2526238, европейские заявки на патент ЕР-А 092097, ЕР-А 058927, немецкие заявки на патент DE-A 4132263, DE-A 4132684 и DE-A 4022212), превращение акролеина в акриловую кислоту, превращение метакролеина в метакриловую кислоту (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-А 2526238), превращение о-ксилола и/или нафталина во фталевый ангидрид (смотри, например, европейскую заявку на патент ЕР-А 522871), м-ксилола в изофталевую кислоту, п-ксилола в терефталевую кислоту или диметилтерефталат, а также превращение бутадиена в малеиновый ангидрид (смотри, например, немецкие заявки на патент DE-A 2106796 и DE-A 1624921), превращение н-бутана в малеиновый ангидрид (смотри, например, заявки Великобритании на патент GB-A 1464198 и GB 1291354), превращения с образованием кислот, соответствующих указанным выше ангидридам, превращение пропилена в акролеин и/или акриловую кислоту (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 2351151), превращение инданенов, например, в антрахинон (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 2025430), превращение этилена в этиленоксид или пропилена в пропиленоксид (смотри, например, немецкие заявки на патент DE-AS 1254137, DE-A 2159346, европейскую заявку на патент ЕР-А 372972, международную заявку WO 89/0710, немецкую заявку на патент DE-A 4311608, а также Beyer, Lehrbuch der organischen Chemie, 17-е издание (1973), издательство Hirzel, Штутгарт, страница 261), превращение пропилена и/или акролеина в акрилонитрил (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 2351151), превращение изобутилена и/или метакролеина в метакрилонитрил, окислительное дегидрирование углеводородов (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 2351151), превращение пропана в акрилонитрил или в акролеин и/или акриловую кислоту (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 10131297, европейские заявки на патент ЕР-А 1090684, ЕР-А 608838, немецкую заявку на патент DE-A 10046672, европейскую заявку на патент ЕР-А 529853, международную заявку WO 01/96270, немецкую заявку на патент DE-A 10028582), а также превращение этана в уксусную кислоту, бензола в фенол, 1-бутена или 2-бутена в соответствующие бутандиолы, и так далее.In the general case, it is known that partial heterogeneously catalyzed oxidation of various initial organic compounds in the vapor phase by molecular oxygen allows the synthesis of numerous chemicals. Examples of such syntheses include the conversion of tert-butanol, isobutylene, isobutane, isobutyraldehyde or methyl tert-butanol to methacrolein and / or methacrylic acid (see, for example, German patent application DE-A 2526238, European patent application EP-A 092097, EP-A 058927, German patent applications DE-A 4132263, DE-A 4132684 and DE-A 4022212), conversion of acrolein to acrylic acid, conversion of methacrolein to methacrylic acid (see, for example, German patent application DE-A 2526238), the conversion of o-xylene and / or naphthalene to phthalic anhydride (see, for example, European patent application EP-A 522871), m-xylene to isophthalic acid, p-xylene to terephthalic acid or dimethyl terephthalate, as well as the conversion of butadiene to maleic anhydride (see, for example, German patent application DE- A 2106796 and DE-A 1624921), the conversion of n-butane to maleic anhydride (see, for example, UK patent application GB-A 1464198 and GB 1291354), the conversion with the formation of acids corresponding to the above anhydrides, the conversion of propylene to acrolein and / or acrylic acid (see, for example, German patent application DE-A 2351151), conversion of indanenes, for example to anthraquinone (see, for example, German patent application DE-A 2025430), conversion of ethylene to ethylene oxide or propylene to propylene oxide (see, for example, German patent application DE- AS 1254137, DE-A 2159346, European patent application EP-A 372972, international application WO 89/0710, German patent application DE-A 4311608, as well as Beyer, Lehrbuch der organischen Chemie, 17th edition (1973), Hirzel, Stuttgart, page 261), conversion of propylene and / or acrolein to acrylonitrile (see, for example, German patent application DE-A 2351151), the conversion of isobutylene and / or methacrolein to methacrylonitrile, oxidative dehydrogenation of hydrocarbons (see, for example, German patent application DE-A 2351151), the conversion of propane to acrylonitrile or to acrolein and / or acrylic acid (see, for example, German patent application DE- A 10131297, European patent applications EP-A 1090684, EP-A 608838, German patent application DE-A 10046672, European patent application EP-A 529853, international application WO 01/96270, German patent application DE-A 10028582 ), as well as the conversion of ethane to acetic acid, benzene to phenol, 1-butene or 2-but ena in the corresponding butanediols, and so on.

Недостаток существующих способов гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления исходных органических соединений состоит в том, что образующиеся газообразные продукты содержат целевое органическое соединение не в чистом виде, а в виде компонента смеси, которая, как правило, дополнительно содержит побочные продукты, непревращенные реагенты и инертные разбавляющие газы (в соответствии с настоящим описанием под разбавляющим газом, который в условиях гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления характеризуется в основном инертным поведением, подразумевают такие газы, более 95% мол., предпочтительно более 99% мол. каждого из компонентов которых в условиях гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления остаются химически неизменными).The disadvantage of existing methods for heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of the starting organic compounds is that the resulting gaseous products do not contain the target organic compound, but in the form of a mixture component, which, as a rule, additionally contains by-products, unconverted reagents and inert dilution gases (in accordance with the present description under a dilution gas, which under the conditions of a heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation is mainly caused by inert behavior, they mean such gases, more than 95 mol%, preferably more than 99 mol% of each of the components remain chemically unchanged under conditions of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation).

Целевое соединение подлежит выделению из подобного получаемого газа (смеси получаемых газов). С этой целью органическое целевое соединение, как правило, сначала переводят (при необходимости после предварительного прямого и/или косвенного охлаждения) из получаемого газа (смеси получаемых газов) в конденсированную (жидкую и/или твердую) фазу в пригодных для этого устройствах. Подобный перевод можно осуществлять, например, благодаря полной или частичной конденсации получаемого газа. В предпочтительном варианте подобный перевод осуществляют методом фракционирующей конденсации (реализуемым, например, в колонне, снабженной способствующим разделению встроенным устройством; смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 10332758 и цитированный в ней уровень техники).The target compound is to be isolated from a similar produced gas (mixture of produced gases). To this end, the organic target compound, as a rule, is first transferred (if necessary after preliminary direct and / or indirect cooling) from the obtained gas (mixture of obtained gases) to the condensed (liquid and / or solid) phase in suitable devices. Such a transfer can be carried out, for example, due to the complete or partial condensation of the resulting gas. In a preferred embodiment, such a translation is carried out by fractional condensation method (implemented, for example, in a column equipped with a separation-assisting integrated device; see, for example, German patent application DE-A 10332758 and the prior art cited therein).

Согласно другому варианту целевое соединение может быть также переведено в конденсированную фазу его абсорбцией из при необходимости предварительно охлажденного получаемого газа (смеси получаемых газов), осуществляемой пригодным жидким абсорбентом в абсорбционном устройстве (например, абсорбционной колонне, снабженной способствующим разделению встроенным устройством) (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 10336386, заявку на патент США US-A 2004/0242826 и цитированный в этих публикациях уровень техники). Кроме того, существует возможность перевода органического целевого соединения из получаемого газа (смеси получаемых газов) в конденсированную фазу адсорбцией твердыми адсорбентами или вымораживанием.According to another embodiment, the target compound can also be converted to the condensed phase by absorption from an optionally pre-cooled produced gas (mixture of produced gases) carried out by a suitable liquid absorbent in an absorption device (for example, an absorption column equipped with a separation-assisted integrated device) (see, for example , German patent application DE-A 10336386, US patent application US-A 2004/0242826 and the prior art cited in these publications). In addition, it is possible to transfer the organic target compound from the obtained gas (mixture of obtained gases) to the condensed phase by adsorption by solid adsorbents or by freezing.

Конденсированная фаза либо уже содержит целевое соединение (целевой продукт), которое обладает необходимой для его дальнейшего применения степенью чистоты (в этом случае конденсированная фаза уже образует требуемый поток сырого целевого продукта; при этом прилагательное «сырой» означает, что поток целевого продукта наряду с необходимым целевым соединением обычно дополнительно содержит аналитически обнаруживаемые количества по меньшей мере одного компонента, отличающегося от целевого продукта), либо должна быть обеспечена более высокая степень чистоты потока сырого целевого продукта. В последнем случае конденсированная фаза образует лишь последующий поток, из которого необходимый поток сырого целевого продукта может быть получен благодаря использованию дополнительных, последовательно (один за другим) реализуемых, известных методов выделения. Подобными дополнительными методами выделения, как правило, являются последовательно реализуемые процессы экстракции и/или ректификации. Перед применением дополнительных методов выделения или в промежутках между ними при необходимости можно осуществлять отпаривание легкокипящих продуктов (под легкокипящими продуктами подразумевают побочные компоненты, точка кипения которых в нормальных условиях (при температуре 25°С и атмосферном давлении) ниже точки кипения соответствующего целевого соединения). Кроме того, реализации указанных методов дополнительного выделения можно содействовать, осуществляя в промежутках между ними выделение методом кристаллизации. Подобные методы выделения кристаллизацией могут являться также единственно используемыми дополнительными методами очистки конденсированной фазы. Содержащий целевой продукт материальный поток, перемещаемый с одной ступени очистки (из одного устройства для очистки) на следующую ступень очистки (в следующее устройство для очистки), образует подразумеваемый настоящим описанием соответствующий последующий поток. В общем случае следующий последующий поток, получаемый на другой ступени очистки (в другом устройстве для очистки) из предшествующего последующего потока, содержит целевое соединение, которое обладает более высокой степенью чистоты.The condensed phase either already contains the target compound (target product), which has the degree of purity necessary for its further use (in this case, the condensed phase already forms the desired stream of the crude target product; the adjective “crude” means that the target product stream along with the necessary the target compound usually additionally contains analytically detectable amounts of at least one component different from the target product), or higher kai purity degree of flow of the crude desired product. In the latter case, the condensed phase forms only the subsequent stream, from which the necessary stream of the crude target product can be obtained through the use of additional, sequentially (one after another) realizable known methods of isolation. Such additional extraction methods, as a rule, are sequentially implemented extraction and / or rectification processes. Before using additional methods of isolation or in between, if necessary, it is possible to carry out the steaming of low-boiling products (low-boiling products mean by-products whose boiling point under normal conditions (at a temperature of 25 ° C and atmospheric pressure) is lower than the boiling point of the corresponding target compound). In addition, the implementation of these methods of additional isolation can be promoted by performing crystallization in the intervals between them. Similar crystallization recovery methods may also be the only additional methods used to purify the condensed phase. The material stream containing the target product, transferred from one purification stage (from one purification device) to the next purification stage (to the next purification device), forms the corresponding subsequent stream implied by the present description. In general, the next subsequent stream, obtained in another purification step (in another purification device) from the previous subsequent stream, contains the target compound, which has a higher degree of purity.

Другая особенность синтеза целевых органических соединений гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением исходных органических соединений молекулярным кислородом состоит в том, что под катализаторами, используемыми для осуществления подобного синтеза, обычно подразумевают твердые тела.Another feature of the synthesis of target organic compounds by heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of the starting organic compounds by molecular oxygen is that, under the catalysts used to carry out such synthesis, they usually mean solids.

Под используемыми катализаторами особенно часто подразумевают оксидные массы или благородные металлы (например, серебро). Каталитически активная оксидная масса наряду с атомами кислорода может содержать только один другой элемент или более одного другого элемента (полиэлементные оксидные массы). В качестве каталитически активных оксидных масс особенно часто используют продукты, содержащие более одного элементарного металла, прежде всего переходного металла. В подобном случае речь идет о полиметаллических оксидных массах. Полиэлементные оксидные массы обычно представляют собой не простые физические смеси оксидов элементарных компонентов, а гетерогенные смеси сложных полисоединений подобных элементов.The catalysts used are especially often used as oxide masses or noble metals (e.g. silver). The catalytically active oxide mass along with oxygen atoms may contain only one other element or more than one other element (polyelement oxide masses). Particularly often used as catalytically active oxide masses are products containing more than one elemental metal, especially a transition metal. In this case, we are talking about polymetallic oxide masses. Polyelement oxide masses are usually not simple physical mixtures of oxides of elementary components, but heterogeneous mixtures of complex poly compounds of similar elements.

Кроме того, (прежде всего указанные выше) процессы гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления осуществляют при повышенной температуре, составляющей, как правило, несколько сотен градусов Цельсия, обычно от 100 до 600°С.In addition, (primarily the above), processes of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation are carried out at elevated temperatures, which are usually several hundred degrees Celsius, usually from 100 to 600 ° C.

Поскольку большая часть процессов гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления сопровождается высоким экзотермическим эффектом, с целью обеспечения оптимального теплоотвода подобные процессы часто осуществляют в псевдоожиженном слое катализатора или в реакторах (чаще всего изотермических) со стационарным слоем катализатора, причем синтез протекает в реакционном пространстве, вокруг которого циркулирует обеспечивающий косвенный теплообмен теплоноситель (например, катализатор может находиться в виде стационарного слоя внутри контактных трубок трубчатого реактора, омываемых обеспечивающим теплоотвод солевым расплавом).Since most of the processes of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation are accompanied by a high exothermic effect, in order to ensure optimal heat removal, such processes are often carried out in a fluidized catalyst bed or in reactors (usually isothermal) with a stationary catalyst layer, and the synthesis takes place in the reaction space around which circulates providing indirect heat transfer coolant (for example, the catalyst may be in the form of a stationary about the layer inside the contact tubes of the tubular reactor, washed by a salt melt providing heat removal).

Однако процессы гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления в принципе можно осуществлять также в слоях катализатора, находящихся в адиабатических реакторах.However, the processes of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation can, in principle, also be carried out in catalyst beds located in adiabatic reactors.

Известно, что при осуществлении процессов гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления рабочее давление (его абсолютное значение) может составлять менее 1 бар, 1 бар или более 1 бар. Рабочее давление, как правило, находится в интервале от 1 до 10 бар, чаще всего в интервале от 1 до 3 бар.It is known that in the process of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation, the working pressure (its absolute value) can be less than 1 bar, 1 bar or more than 1 bar. Operating pressure is typically in the range of 1 to 10 bar, most often in the range of 1 to 3 bar.

Превращение по меньшей мере одного исходного органического соединения в целевое соединение (целевое превращение) происходит во время пребывания реакционной газовой смеси в загруженном в реактор катализаторе, через который осуществляют пропускание смеси.The conversion of the at least one starting organic compound to the target compound (target conversion) occurs while the reaction gas mixture is in the catalyst loaded into the reactor through which the mixture is passed.

Поскольку большинство процессов гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления исходных органических соединений молекулярным кислородом, как правило, носит явно выраженный экзотермический характер, исходные реагенты обычно разбавляют преимущественно инертным в условиях осуществления указанных процессов газом, который благодаря свойственной ему теплоемкости способен поглощать выделяющееся тепло.Since most processes of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of the starting organic compounds by molecular oxygen, as a rule, have a pronounced exothermic character, the starting reagents are usually diluted predominantly inert under the conditions of the indicated processes, which, due to its inherent heat capacity, is capable of absorbing the released heat.

Одним из наиболее часто используемых инертных разбавляющих газов является молекулярный азот, который всегда автоматически присутствует в реакционной системе, если в качестве источника кислорода для гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления используют воздух.One of the most commonly used inert dilution gases is molecular nitrogen, which is always automatically present in the reaction system if air is used as the oxygen source for the heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation.

Другим часто используемым инертным разбавляющим газом является водяной пар, что обусловлено его общеизвестной доступностью. В качестве инертного разбавляющего газа часто используют также рециркулируемый газ (смотри, например, европейскую заявку на патент ЕР-А 1180508). Таким образом, в соответствии с вышесказанным инертный разбавляющий газ, используемый для осуществления большинства гетерогенно катализируемых процессов парофазного частичного окисления органических соединений, более чем на 90% об., часто более чем на 95% об. состоит из азота, воды и/или диоксида углерода. При этом инертные разбавляющие газы, с одной стороны, способствуют поглощению теплоты реакции, а с другой стороны, обеспечивают безопасность осуществления гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления органического соединения благодаря тому, что состав содержащей их реакционной газовой смеси находится вне взрывоопасного диапазона. При гетерогенно катализируемом парофазном частичном окислении ненасыщенного органического соединения в качестве инертных разбавляющих газов часто используют также насыщенные углеводороды, то есть горючие газы.Another commonly used inert dilution gas is water vapor, due to its well-known availability. Recirculated gas is also often used as an inert diluent gas (see, for example, European patent application EP-A 1180508). Thus, in accordance with the foregoing, an inert dilution gas used to carry out most heterogeneously catalyzed processes of vapor-phase partial oxidation of organic compounds, more than 90% vol., Often more than 95% vol. consists of nitrogen, water and / or carbon dioxide. Inert dilution gases, on the one hand, contribute to the absorption of the heat of reaction, and on the other hand, ensure the safety of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of the organic compound due to the fact that the composition of the reaction gas mixture containing them is outside the explosive range. In heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of an unsaturated organic compound, saturated hydrocarbons, i.e., combustible gases, are often also used as inert diluent gases.

Гетерогенно катализируемое парофазное частичное окисление часто осуществляют не в одном реакторе, а в двух или более последовательно соединенных реакторах (которые могут также находиться в общем кожухе и переходить один в другой без стыков). Как подобные последовательно соединенные реакторы окисления, так и индивидуальные реакторы окисления в настоящем описании обозначают общим термином «система реакторов окисления». Аналогичным образом как индивидуальное устройство или индивидуальный аппарат, предназначенный для выделения по меньшей мере одного целевого соединения из получаемого в результате частичного окисления газа (смеси газов), так и последовательность подобных аппаратов (устройств для выделения) в настоящем описании обозначают термином «система выделения». Ни термин «система реакторов окисления», ни термин «система выделения» не подразумевают параллельного функционирования образующих эти системы устройств.Heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation is often carried out not in one reactor, but in two or more series-connected reactors (which can also be in a common casing and can be transferred to one another without joints). Like such series-connected oxidation reactors, as well as individual oxidation reactors in the present description are referred to by the general term “oxidation reactor system”. Similarly, as an individual device or an individual device designed to isolate at least one target compound from the resulting partial oxidation of a gas (gas mixture), a sequence of such devices (devices for separation) in the present description is referred to by the term "extraction system". Neither the term “oxidation reactor system” nor the term “extraction system” imply the parallel functioning of the devices forming these systems.

Итак, последовательность, состоящая из системы реакторов окисления (линии реакторов) и системы выделения (линии переработки), обычно образует производственную систему (производственную линию), предназначенную для получения целевых органических соединений гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением по меньшей мере одного исходного органического соединения молекулярным кислородом. В системе реакторов окисления исходную реакционную газовую смесь, состоящую по меньшей мере из одного исходного органического соединения, молекулярного кислорода и по меньшей мере одного инертного разбавляющего газа, пропускают по меньшей мере через один стационарный слой катализатора, находящийся при повышенной температуре, а в системе выделения целевое соединение выделяют из газа (смеси газов), получаемого в результате частичного окисления, в виде потока сырого целевого продукта. В случае, если система выделения состоит из нескольких последовательно соединенных друг с другом аппаратов (устройств) для выделения, получаемый в результате частичного окисления газ (смесь газов) образует материальный поток, направляемый в первое устройство системы выделения. Материальный поток, выходящий из последнего устройства системы выделения, является потоком сырого целевого продукта, а материальные потоки, перемещаемые внутри системы выделения от одного аппарата к другому, образуют потоки, которые, как указано выше, называют последующими потоками.So, a sequence consisting of a system of oxidation reactors (line of reactors) and a separation system (line of processing) usually forms a production system (production line) designed to produce target organic compounds by heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of at least one of the starting organic compounds with molecular oxygen . In a system of oxidation reactors, an initial reaction gas mixture consisting of at least one initial organic compound, molecular oxygen, and at least one inert dilution gas is passed through at least one stationary catalyst bed at elevated temperature, and in the evolution system, the target the compound is isolated from gas (gas mixture) resulting from partial oxidation in the form of a crude product target stream. In the event that the extraction system consists of several devices (devices) connected in series with each other for extraction, the gas (gas mixture) obtained as a result of partial oxidation forms a material flow directed to the first device of the extraction system. The material stream leaving the last device of the separation system is a stream of the crude target product, and the material flows moving inside the separation system from one apparatus to another form flows, which, as indicated above, are called subsequent flows.

Систему реакторов окисления, состоящую более чем из одного реактора, используют прежде всего в том случае, если частичное окисление осуществляют в виде последовательно реализуемых стадий. В подобных случаях часто оказывается целесообразной оптимизация как катализатора, так и прочих реакционных условий применительно к соответствующей реакционной стадии и реализация соответствующей реакционной стадии в самостоятельной зоне реактора, соответственно в самостоятельном реакторе. Подобную систему реакторов многостадийного окисления используют, например, при частичном окислении пропилена в акриловую кислоту. В первой реакционной зоне (в первом реакторе, на первой реакционной стадии) осуществляют окисление пропилена до акролеина, в то время как во второй реакционной зоне (во втором реакторе, на второй реакционной стадии) акролеин окисляют до акриловой кислоты. Аналогичным образом в двух последовательно соединенных реакционных зонах (в двух последовательно соединенных реакторах), как правило, осуществляют и синтез метакриловой кислоты, исходным соединением для которого чаще всего служит изобутилен.The system of oxidation reactors, consisting of more than one reactor, is used primarily if partial oxidation is carried out in the form of sequentially implemented stages. In such cases, it is often advisable to optimize both the catalyst and other reaction conditions in relation to the corresponding reaction stage and the implementation of the corresponding reaction stage in an independent zone of the reactor, respectively, in an independent reactor. A similar system of multi-stage oxidation reactors is used, for example, in the partial oxidation of propylene to acrylic acid. In the first reaction zone (in the first reactor, in the first reaction stage), propylene is oxidized to acrolein, while in the second reaction zone (in the second reactor, in the second reaction stage), acrolein is oxidized to acrylic acid. Similarly, in two series-connected reaction zones (in two series-connected reactors), as a rule, the synthesis of methacrylic acid is also carried out, for which isobutylene most often serves as the starting compound.

Реакционную газовую смесь между двумя последовательно соединенными реакторами системы реакторов окисления, очевидно, можно подвергать охлаждению и/или добавлять к ней молекулярный кислород (например, в виде воздуха) и/или инертный газ. Однако оба указанных выше процесса частичного окисления можно осуществлять также в так называемых однореакторных системах, две последовательно соединенные реакционные зоны которых с загруженными в них разными катализаторами располагаются внутри отдельного реактора, который в этом случае чаще всего обладает двумя температурными зонами. Однако оба указанных выше процесса частичного окисления при использовании соответствующих катализаторов можно реализовать также в единственном реакторе, обладающем только одной температурной зоной.The reaction gas mixture between two series-connected reactors of the oxidation reactor system can obviously be cooled and / or molecular oxygen (for example, in the form of air) and / or an inert gas can be added to it. However, both of the above partial oxidation processes can also be carried out in the so-called one-reactor systems, the two reaction zones of which are connected in series with different catalysts loaded into them, are located inside a separate reactor, which in this case most often has two temperature zones. However, both of the above partial oxidation processes using appropriate catalysts can also be implemented in a single reactor having only one temperature zone.

Кроме того, с целью улучшения теплоотвода или по иным причинам общее превращение исходного соединения часто реализуют в нескольких последовательно соединенных реакторах (смотри немецкую заявку на патент DE-A 19902562). В соответствующем типичном варианте, предложенном, например, в немецкой заявке на патент DE-A 10 2004025445, процессы гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления осуществляют в трубчатых реакторах.In addition, in order to improve heat dissipation or for other reasons, the general conversion of the starting compound is often carried out in several series-connected reactors (see German patent application DE-A 19902562). In a corresponding typical embodiment, proposed, for example, in German patent application DE-A 10 2004025445, the processes of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation are carried out in tubular reactors.

Система выделения акриловой кислоты, полученной гетерогенно катализируемым частичным окислением пропана и/или пропилена, в типичном случае состоит из последовательно соединенных устройств для прямого охлаждения, абсорбции и отпаривания, ректификационной колонны (ректификационных колонн) и при необходимости устройства (устройств) кристаллизации (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 10336386 и заявку США на патент US-A 2004/0242826).The system for separating acrylic acid obtained by heterogeneously catalyzing the partial oxidation of propane and / or propylene typically consists of series-connected devices for direct cooling, absorption and stripping, a distillation column (distillation columns) and, if necessary, crystallization devices (devices) (see, for example , German patent application DE-A 10336386 and US patent application US-A 2004/0242826).

Получить в распоряжение аппараты для выделения, в конструктивном отношении пригодные для производства крупных объемов продукции, сравнительно легко, тогда как доступность обладающих высокой производительностью реакторов окисления является ограниченной. Причина ограниченной доступности подобных реакторов состоит в том, что процессы гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления, как правило, отличаются высокой экзотермичностью. Следствием повышенного тепловыделения является отсутствие возможности достаточно полного теплоотвода по мере повышения производительности используемого для окисления реактора.It is relatively easy to get disposal apparatus, which are structurally suitable for the production of large volumes of products, while the availability of high-performance oxidation reactors is limited. The reason for the limited availability of such reactors is that the processes of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation, as a rule, are highly exothermic. The consequence of increased heat dissipation is the lack of the possibility of a sufficiently complete heat removal as the productivity of the reactor used for oxidation increases.

С учетом указанного обстоятельства в публикации Process Economics Program Report No. 6C, Acrylic Acids and Acrylic Esters, SRI International, Menlo Park California 94025 (1987), страницы 1-40, для получения акриловой кислоты предложено использовать две параллельно функционирующие линии реакторов, каждая из которых состоит из двух последовательно соединенных реакторов: реакторов, предназначенных для реализации первой стадии синтеза (пропилен → акролеин), и реакторов, предназначенных для реализации второй стадии синтеза (акролеин → акриловая кислота). В данном случае речь идет о параллельном функционировании двух систем последовательно соединенных реакторов. Газ, полученный в одной системе последовательно соединенных реакторов, смешивают с газом, полученным в другой параллельно функционирующей системе последовательно соединенных реакторов, после чего смешанный поток направляют в общую для обеих систем реакторов линию выделения (линию переработки) с целью выделения из него акриловой кислоты. Подобный технологический вариант предложен также в международной заявке WO 01/96271 (фиг.6), а в немецкой заявке на патент DE-A 19902562 его называют классическим параллельным соединением и также приводят примеры его осуществления. Цитируемая выше публикация стэндфордского исследовательского института (SRI) являлась также составной частью официального делопроизводства по поводу протеста против европейских патентов ЕР-В 700714 и ЕР-В 700893, а заявлявшее протест лицо в заявке США на патент US-A 2004/0242826 вновь пытается запатентовать классическое параллельное соединение.Subject to this circumstance, Process Economics Program Report No. 6C, Acrylic Acids and Acrylic Esters, SRI International, Menlo Park California 94025 (1987), pages 1-40, for the production of acrylic acid, it is proposed to use two parallel reactors lines, each of which consists of two reactors connected in series: reactors designed for the implementation of the first stage of synthesis (propylene → acrolein), and reactors designed for the implementation of the second stage of synthesis (acrolein → acrylic acid). In this case, we are talking about the parallel operation of two systems of series-connected reactors. The gas obtained in one system of series-connected reactors is mixed with the gas obtained in another parallel-functioning system of series-connected reactors, after which the mixed stream is sent to a separation line (processing line) common to both systems of reactors in order to separate acrylic acid from it. A similar technological variant is also proposed in the international application WO 01/96271 (FIG. 6), and in the German patent application DE-A 19902562 it is called a classic parallel connection and examples of its implementation are also given. The Stanford Research Institute (SRI) publication cited above was also part of the official record of the protest against European patents EP-B 700714 and EP-B 700893, and the protesting person in US patent application US-A 2004/0242826 again tries to patent the classic parallel connection.

Недостаток классического параллельного соединения, в соответствии с которым загруженные в реакторы обеих линий катализаторы начинают эксплуатировать одновременно и также одновременно осуществляют их последующую эксплуатацию, состоит в том, что селективность образования как целевого продукта, так и побочных продуктов в обеих линиях реакторов синхронно развивается в течение всего периода эксплуатации.The disadvantage of the classic parallel connection, according to which the catalysts loaded in the reactors of both lines begin to operate simultaneously and also simultaneously carry out their subsequent operation, is that the selectivity of the formation of the target product and by-products in both reactor lines simultaneously develops throughout period of operation.

Подобные периоды эксплуатации катализаторов гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления в зависимости от каталитической системы и процесса частичного окисления в типичных случаях составляют от нескольких месяцев до нескольких лет. Синхронное развитие селективности образования целевого и побочных продуктов на соответствующих катализаторах в течение указанных периодов эксплуатации, характерное для параллельно функционирующих линий реакторов с классическим соединением, является недостатком по той причине, что в течение этих периодов селективность образования как целевого, так и побочных продуктов, как правило, не остается неизменной. Напротив, в течение этого периода во многих случаях происходит снижение селективности образования целевых продуктов и повышение селективности образования побочных продуктов. Однако известны также ситуации, когда в течение периода эксплуатации селективность образования целевых продуктов повышается, в то время как селективность образования побочных продуктов падает. Вышесказанное относится также к случаям, если в соответствии с рекомендациями, приведенными в европейских заявках на патент ЕР-А 990636 и ЕР-А 1106598, старению слоя катализатора пытаются противодействовать, постепенно повышая рабочую температуру в течение периода эксплуатации при сохранении прочих рабочих условий в основном неизменными (что, как правило, одновременно обусловливает ускорение процесса старения катализатора) и/или время от времени осуществляя регенерацию загруженных в реакторы катализаторов в соответствии с рекомендациями, приведенными в европейской заявке на патент ЕР-А 614872 и немецкой заявке на патент DE-A 10350822. Проблема изменения селективности не может быть решена ни благодаря замене части катализатора, рекомендуемой в немецкой заявке на патент DE-A 10232748, ни благодаря варьированию рабочего давления, рекомендуемому в немецкой заявке на патент DE-A 10 2004025445.Such periods of operation of catalysts for heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation, depending on the catalytic system and the partial oxidation process, in typical cases range from several months to several years. The synchronous development of the selectivity of the formation of the target and by-products on the respective catalysts during the indicated periods of operation, which is characteristic of parallel-functioning lines of reactors with a classical compound, is a drawback because during these periods the selectivity of the formation of both the target and by-products is usually does not remain unchanged. On the contrary, during this period, in many cases, the selectivity of the formation of the target products decreases and the selectivity of the formation of by-products increases. However, situations are also known where, during the period of operation, the selectivity of the formation of the target products increases, while the selectivity of the formation of by-products decreases. The above also applies to cases where, in accordance with the recommendations given in European patent applications EP-A 990636 and EP-A 1106598, they try to counteract the aging of the catalyst layer by gradually increasing the operating temperature during the period of operation while maintaining other operating conditions that are basically unchanged (which, as a rule, simultaneously leads to an acceleration of the aging process of the catalyst) and / or from time to time, carrying out the regeneration of the catalysts loaded into the reactors in accordance with the recommendations described in European patent application EP-A 614872 and German patent application DE-A 10350822. The problem of changing selectivity cannot be solved either by replacing a portion of the catalyst recommended in German patent application DE-A 10232748, or by varying the working pressure, recommended in German patent application DE-A 10 2004025445.

Однако изменение селективности катализатора в течение периода его эксплуатации требует соответствующей адаптации во времени производительности линии выделения. В случае низкой селективности образования побочных продуктов их можно удовлетворительным образом выделять менее затратоемким методом. В случае высокой селективности образования побочных продуктов удовлетворительное решение более сложной задачи их выделения требует использования дорогостоящей линии выделения.However, a change in the selectivity of the catalyst during the period of its operation requires appropriate adaptation in time of the productivity of the extraction line. In the case of low selectivity for the formation of by-products, they can be satisfactorily isolated by a less costly method. In the case of high selectivity for the formation of by-products, a satisfactory solution to the more complex problem of their separation requires the use of an expensive separation line.

Таким образом, если при эксплуатации катализатора в реакторах с классическим параллельным соединением происходит изменение селективности образования побочных продуктов, для получения обладающего необходимой степенью чистоты сырого целевого продукта в течение всего периода эксплуатации катализатора (вплоть до его замены) при конструировании линий выделения следует ориентироваться на максимальную селективность образования побочных продуктов в течение всего этого периода. То есть линия выделения должна быть максимально затратоемкой. Это обстоятельство обусловливает снижение рентабельности производства целевого продукта. Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача предложить указанный в начале описания способ получения по меньшей мере одного целевого органического соединения гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением по меньшей мере одного исходного органического соединения молекулярным кислородом, который обладает более высокой экономичностью.Thus, if during the operation of the catalyst in reactors with a classic parallel connection, the selectivity of the formation of by-products changes, to obtain the desired target product with the necessary purity during the entire period of operation of the catalyst (up to its replacement), the maximum selectivity should be oriented when designing the extraction lines the formation of by-products throughout this period. That is, the selection line should be as costly as possible. This circumstance leads to a decrease in the profitability of the production of the target product. Based on the foregoing, the present invention was based on the task of proposing a method for producing at least one target organic compound by heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of at least one parent organic compound with molecular oxygen, which has a higher economy, indicated at the beginning of the description.

Указанная задача решается благодаря способу получения по меньшей мере одного целевого органического соединенияThis problem is solved thanks to the method for producing at least one target organic compound

a) гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением по меньшей мере одного исходного органического соединения молекулярным кислородом по меньшей мере в двух параллельно функционирующих системах реакторов окисления с загруженными в них катализаторами, приводящим к образованию по меньшей мере двух потоков получаемого газа (смеси получаемых газов), соответственно содержащих целевое соединение и соответственно образующихся в одной из по меньшей мере двух систем реакторов окисления, иa) heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of at least one starting organic compound with molecular oxygen in at least two parallel operating systems of oxidation reactors loaded with catalysts, leading to the formation of at least two streams of produced gas (mixture of produced gases), respectively, containing the target compound and correspondingly formed in one of the at least two oxidation reactor systems, and

b) последующим выделением по меньшей мере одного целевого соединения по меньшей мере из двух потоков получаемого газа (смеси получаемых газов) с формированием по меньшей мере одного потока сырого целевого продукта,b) subsequent separation of at least one target compound from at least two streams of the obtained gas (mixture of obtained gases) with the formation of at least one stream of the crude target product,

в соответствии с которымaccording to which

c) перед выделением - по меньшей мере два из по меньшей мере двух потоков получаемого газа (смеси получаемых газов), или в процессе выделения - по меньшей мере два содержащие целевой продукт последующие потока, при необходимости образующиеся в ходе превращения по меньшей мере двух потоков получаемого газа (смеси получаемых газов) по меньшей мере в один поток сырого целевого продукта, и/или после выделения - потоки сырого целевого продукта, при необходимости образующиеся в процессе выделения по меньшей мере одного из двух потоков получаемого газа (смеси получаемых газов), смешивают друг с другом в смешанный поток,c) before separation, at least two of the at least two streams of the produced gas (mixture of produced gases), or during the separation, at least two subsequent streams containing the target product, if necessary formed during the conversion of at least two streams of the obtained gas (mixture of produced gases) into at least one stream of the crude target product, and / or after isolation, the flows of the crude target product, if necessary formed during the separation of at least one of the two streams of the obtained gas (mixture of produced gases), mixed with each other in a mixed stream,

отличающемуся тем, чтоcharacterized in that

по меньшей мере один из катализаторов, загруженных по меньшей мере в две параллельно функционирующие системы реакторов окисления, содержит частичное количество катализатора (предпочтительно по меньшей мере 20% масс, соответственно по меньшей мере 40% масс, лучше по меньшей мере 60% масс, еще лучше по меньшей мере 80% масс, в пересчете на загруженный катализатор, лучше всего по меньшей мере весь загруженный катализатор), продолжительность уже реализованного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления на котором больше, чем на всех частях по меньшей мере одного другого загруженного катализатора.at least one of the catalysts loaded in at least two parallel operating oxidation reactor systems contains a partial amount of catalyst (preferably at least 20% by weight, respectively at least 40% by weight, better at least 60% by weight, even better at least 80% of the mass, in terms of the loaded catalyst, at least the entire loaded catalyst is best), the duration of the already realized heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation on which is longer than all parts of at least one other loaded catalyst.

Количество систем реакторов, параллельно функционирующих согласно изобретению в соответствии с предлагаемым в изобретении способом (речь идет о системах реакторов окисления, в которых происходит образование содержащихся в смешанном потоке целевых соединений), как правило, составляет два. Однако количество подобных систем реакторов может составлять также три, четыре, пять или более. Наряду с этим реакторы окисления в системах, параллельно функционирующих согласно изобретению в соответствии с предлагаемым в изобретении способом, предпочтительно обладают идентичной конструкцией. Отсюда следует, что реакторы предпочтительно предназначены для производства одинаковых объемов целевого продукта и обладают одинаковыми расчетными параметрами. В случае трубчатых реакторов это означает, что они, как правило, содержат преимущественно одинаковое количество обладающих одинаковыми параметрами контактных трубок. То же относится и к принципу осуществления теплоотвода.The number of reactor systems operating in parallel according to the invention in accordance with the method of the invention (we are talking about oxidation reactor systems in which the formation of the target compounds contained in the mixed stream occurs) is usually two. However, the number of such reactor systems may also be three, four, five or more. In addition, oxidation reactors in systems operating in parallel according to the invention in accordance with the method of the invention preferably have an identical construction. It follows that the reactors are preferably designed to produce the same volumes of the target product and have the same design parameters. In the case of tubular reactors, this means that they usually contain predominantly the same number of contact tubes having the same parameters. The same applies to the principle of heat dissipation.

Однако системы реакторов окисления, параллельно функционирующие согласно изобретению в соответствии с предлагаемым в изобретении способом, в принципе могут также отличаться друг от друга. В случае трубчатых реакторов речь идет, например, о различии как параметров (например, длины, толщины стенок, внутреннего диаметра, материала), так и количества контактных трубок. Кроме того, параллельно функционирующими системами реакторов окисления согласно изобретению могут быть системы совершенно разного типа. Исходные газовые смеси, поступающие в параллельно функционирующие согласно изобретению системы реакторов окисления,, как правило, являются идентичными. То есть в обычной ситуации одинаковыми являются как состав, так и расход газовых смесей, пропускаемых через катализаторы, загруженные в параллельно функционирующие согласно изобретению системы реакторов окисления.However, oxidation reactor systems operating in parallel according to the invention in accordance with the method of the invention may, in principle, also be different from each other. In the case of tubular reactors, we are talking, for example, about the difference in both parameters (for example, length, wall thickness, inner diameter, material) and the number of contact tubes. In addition, completely different types of systems can be operating in parallel with the systems of the oxidation reactors according to the invention. The source gas mixtures entering the oxidation reactor systems operating in parallel according to the invention are, as a rule, identical. That is, in a normal situation, both the composition and the flow rate of gas mixtures passed through the catalysts loaded into the oxidation reactor systems operating in parallel with the invention are the same.

Следовательно, например, сначала можно сформировать общий поток исходной реакционной газовой смеси, содержащий по меньшей мере одно исходное органическое соединение, который затем через соответствующую систему распределения можно направить по меньшей мере в две параллельно функционирующие системы реакторов (предназначенных, например, для синтеза акриловой кислоты частичным окислением).Therefore, for example, you can first form a common stream of the initial reaction gas mixture containing at least one initial organic compound, which can then be directed through at least two parallel operating systems of reactors (intended, for example, for the synthesis of partial acrylic acid) oxidation).

Согласно указанному варианту при эксплуатации по меньшей мере двух параллельно функционирующих систем реакторов окисления обычно используют лишь один воздушный компрессор (от которого в некоторых случаях отбирают также необходимый вторичный воздух) и лишь один компрессор рециркулируемого газа (согласно изобретению после выделения целевого продукта предпочтительно остается только рециркулируемый газ) (предпочтительными являются центробежные компрессоры согласно немецкой заявке на патент DE-A 10353014; при этом сжатие рециркулируемого газа и воздуха можно осуществлять посредством двух отдельных компрессоров, приводимых в действие двумя отдельными электродвигателями, посредством двух компрессоров, приводимых в действие одним электродвигателем, или посредством единственного компрессора, приводимого в действие одним электродвигателем), однако согласно изобретению использование только одного воздушного компрессора (от которого в некоторых случаях также отбирают необходимый вторичный воздух) и только одного компрессора рециркулируемого газа оказывается целесообразным и в том случае, если исходную реакционную газовую смесь для каждой из по меньшей мере двух параллельно функционирующих систем реакторов окисления формируют пространственно независимо друг от друга. В этом случае сжатые газы, например, находящиеся в соответствующих трубопроводах, направляют в соответствующий статический смеситель, в котором их смешивают с находящимся под соответствующим давлением исходным органическим соединением, получая исходную реакционную газовую смесь, предназначенную для введения в соответствующую систему реакторов окисления.According to this embodiment, when operating at least two parallel-operating systems of oxidation reactors, usually only one air compressor is used (from which, in some cases, the necessary secondary air is also taken) and only one recirculated gas compressor (according to the invention, only recirculated gas is preferably left after the target product is isolated ) (centrifugal compressors according to German Patent Application DE-A 10353014 are preferred; wherein compression of the recycled g air and air can be carried out by means of two separate compressors driven by two separate electric motors, by means of two compressors driven by one electric motor, or by means of a single compressor driven by one electric motor), however, according to the invention, the use of only one air compressor (from which in some cases, the necessary secondary air is also taken), and only one recirculated gas compressor is advisable This is also the case if the initial reaction gas mixture for each of at least two parallel functioning systems of oxidation reactors is formed spatially independently of each other. In this case, the compressed gases, for example, located in the corresponding pipelines, are sent to the corresponding static mixer, in which they are mixed with the starting organic compound under the appropriate pressure to obtain the starting reaction gas mixture intended for introduction into the corresponding system of oxidation reactors.

При этом впуск отдельных газов в трубопровод, питающий статический смеситель, зачастую целесообразно осуществлять таким образом, чтобы можно было предотвратить образование взрывоопасных смесей (в случае частичного окисления пропилена, например, в акролеин и/или акриловую кислоту целесообразно было бы, например, сначала произвести впуск рециркулируемого газа и/или водяного пара, затем (сырого) пропилена и наконец воздуха). Затем индивидуально приготовленную исходную реакционную газовую смесь направляют в ту из по меньшей мере двух параллельно функционирующих систем реакторов окисления, которая предназначена для превращения именно этой исходной реакционной газовой смеси.In this case, it is often advisable to carry out the injection of individual gases into the pipeline supplying the static mixer in such a way as to prevent the formation of explosive mixtures (in the case of partial oxidation of propylene, for example, to acrolein and / or acrylic acid, it would be advisable, for example, to first make an inlet recirculated gas and / or water vapor, then (crude) propylene and finally air). Then, the individually prepared initial reaction gas mixture is sent to that of at least two parallel-functioning systems of oxidation reactors, which is designed to convert this particular initial reaction gas mixture.

При этом под расходом (исходной) реакционной газовой смеси через слой катализатора, предназначенного для реализации той или иной реакционной стадии, в контексте настоящего описания подразумевают выраженное в нормальных литрах (нл) количество этой газовой смеси (объем (исходной) реакционной газовой смеси в литрах, который она занимала бы в нормальных условиях, то есть при температуре 25°С и давлении 1 бар), пропускаемое через один литр слоя катализатора в течение часа. Расход может относиться также только к одному компоненту (исходной) реакционной газовой смеси. В этом случае речь идет о количестве подобного компонента, пропускаемом через один литр слоя катализатора в течение часа (нл/л·ч). При этом насыпные слои, состоящие только из инертного материала, к слою катализатора не относятся.Moreover, by the flow rate of the (initial) reaction gas mixture through the catalyst bed intended for the implementation of a particular reaction stage, in the context of the present description is meant the amount of this gas mixture expressed in normal liters (nl) (volume of the (initial) reaction gas mixture in liters, which she would occupy under normal conditions, that is, at a temperature of 25 ° C and a pressure of 1 bar), passed through one liter of catalyst layer for an hour. The flow rate can also relate to only one component of the (initial) reaction gas mixture. In this case, we are talking about the amount of such a component passed through one liter of the catalyst layer for an hour (nl / l · h). In this case, bulk layers consisting only of an inert material do not belong to the catalyst layer.

Вышесказанное относится также к рабочему давлению и рабочей температуре в параллельно функционирующих согласно изобретению системах реакторов окисления. Однако указанные индивидуальные параметры или группы параметров (состав исходной газовой смеси (при одинаковом исходном соединении и одинаковом целевом продукте), расход пропускаемого через катализатор исходного органического соединения, соответственно реакционной газовой смеси, рабочая температура, рабочее давление), очевидно, могут также отличаться друг от друга. Катализаторы, загружаемые в параллельно функционирующие согласно изобретению системы реакторов окисления, по типу (то есть, по химическим и физическим параметрам) зачастую являются идентичными (за исключением различий, обусловленных разными периодами их эксплуатации). Однако в параллельно функционирующие согласно изобретению системы реакторов окисления могут быть загружены также катализаторы разного типа.The foregoing also applies to operating pressure and operating temperature in oxidation reactor systems operating in parallel with the invention. However, these individual parameters or groups of parameters (the composition of the starting gas mixture (with the same starting compound and the same target product), the flow rate of the starting organic compound or the reaction gas mixture passing through the catalyst, operating temperature, working pressure), obviously, can also differ from friend. The catalysts loaded into the oxidation reactor systems operating in parallel according to the invention are often identical in type (i.e., in chemical and physical parameters) (except for differences due to different periods of their operation). However, different types of catalysts can also be loaded into the oxidation reactor systems operating in parallel with the invention.

Важная особенность изобретения состоит в том, что по меньшей мере один из соответствующих катализаторов (речь идет о катализаторах, используемых для синтеза содержащихся в смешанном потоке целевых соединений), загруженных по меньшей мере в две параллельно функционирующие согласно изобретению системы реакторов окисления, содержит по меньшей мере часть катализатора, продолжительность уже реализованного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления на которой больше, чем на всех частях по меньшей мере одного другого загруженного катализатора.An important feature of the invention is that at least one of the corresponding catalysts (we are talking about the catalysts used for the synthesis of the target compounds contained in the mixed stream), loaded into at least two oxidation reactor systems operating in parallel with the invention, contains at least part of the catalyst, the duration of the already realized heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation on which is longer than on all parts of at least one other charge loaded catalyst.

Указанную особенность изобретения в соответствии с простым вариантом можно реализовать, например, благодаря тому, что сначала осуществляют одновременный пуск в эксплуатацию по меньшей мере двух систем реакторов окисления, например, с идентичными катализаторами, вводя, например, идентичную исходную газовую смесь и используя прочие идентичные реакционные условия, после чего эксплуатируют катализаторы в течение продолжительного периода. При снижении селективности образования целевого продукта по мере эксплуатации катализатора, обусловленном его старением (например, при снижении селективности до уровня, при котором оказалось бы невозможным выделение сырого целевого продукта, обладающего необходимой степенью чистоты), указанный выше простой вариант согласно изобретению можно реализовать, например, заменив часть катализатора свежим катализатором лишь в одной из по меньшей мере двух параллельно функционирующих систем реакторов окисления, например, в соответствии с немецкой заявкой на патент DE-A 10232748. После этого можно продолжить осуществляемый согласно изобретению параллельный процесс. Выделение целевого продукта осложнено лишь селективностью образования смеси побочных продуктов, и можно синтезировать сырой целевой продукт с необходимой степенью чистоты.The specified feature of the invention in accordance with a simple variant can be realized, for example, due to the fact that at least two oxidation reactor systems, for example, with identical catalysts, are simultaneously commissioned at the same time, for example, introducing an identical initial gas mixture and using other identical reaction conditions, after which the catalysts are operated for a long period. If the selectivity of the formation of the target product decreases as the catalyst is used due to its aging (for example, when the selectivity decreases to a level at which it would be impossible to isolate the crude target product with the necessary degree of purity), the above-mentioned simple variant according to the invention can be implemented, for example, replacing a portion of the catalyst with a fresh catalyst in only one of at least two parallel operating oxidation reactor systems, for example, in accordance with it German patent application DE-A 10232748. After this, the parallel process carried out according to the invention can be continued. The selection of the target product is complicated only by the selectivity of the formation of a mixture of by-products, and you can synthesize the crude target product with the required degree of purity.

Подобным образом можно без дополнительных затрат существенно пролонгировать срок службы того из загруженных катализаторов, который не был подвергнут частичной замене. Свежим катализатором, очевидно, можно также заменить не только часть одного из загруженных катализаторов, а весь этот катализатор, после чего можно продолжить процесс согласно изобретению.In the same way, it is possible to prolong the service life of one of the loaded catalysts that have not been partially replaced at no additional cost. Obviously, with a fresh catalyst, it is also possible to replace not only part of one of the loaded catalysts, but all of this catalyst, after which the process according to the invention can be continued.

Согласно изобретению предпочтительным является объединение потоков получаемого газа (смеси получаемых газов), выходящих по меньшей мере из двух параллельно функционирующих согласно изобретению систем реакторов окисления, в смешанный поток, направляемый затем в первое устройство для выделения целевого продукта. Однако в соответствии с предлагаемым в изобретении способом, очевидно, сначала можно также произвести параллельное выделение целевого продукта, например, подобно его синтезу по меньшей мере в двух параллельно функционирующих системах реакторов. Данный вариант предпочтителен в тех случаях, если система выделения целевого продукта состоит из нескольких последовательно соединенных аппаратов, лишь один из которых является особенно капиталоемким или критичным в ином отношении. Согласно изобретению может быть целесообразным параллельное выделение целевого продукта до особенно капиталоемкого (критичного) аппарата и лишь после этого объединение содержащих соответствующий целевой продукт последующих потоков в смешанный поток, направляемый далее в указанное выше критичное устройство. После этого устройства при необходимости продолжаемое параллельное выделение целевого продукта предпочтительно прекращают.According to the invention, it is preferable to combine the streams of the produced gas (mixture of the produced gases) emerging from at least two oxidation reactor systems operating in parallel according to the invention into a mixed stream, which is then sent to the first device for isolating the target product. However, in accordance with the method proposed in the invention, it is obvious that at first it is also possible to carry out parallel separation of the target product, for example, similar to its synthesis in at least two parallel-functioning reactor systems. This option is preferable in cases where the target product isolation system consists of several series-connected devices, only one of which is especially capital-intensive or otherwise critical. According to the invention, it may be appropriate to parallelly isolate the target product to a particularly capital-intensive (critical) apparatus and only then combine the subsequent streams containing the corresponding target product into a mixed stream directed further to the aforementioned critical device. After this device, if necessary, continued parallel allocation of the target product is preferably stopped.

С другой стороны, в соответствии с предлагаемым в изобретении способом выделение целевого продукта можно выполнять параллельно вплоть до получения потоков сырого целевого продукта. В подобном случае согласно изобретению обычно получают потоки сырого целевого продукта с разным содержанием примесей. В то время как содержание примесей в одном из подобных потоков в некоторых случаях ниже уровня, регламентированного в рыночной спецификации, другой поток сырого целевого продукта по содержанию примесей может не удовлетворять этим требованиям. В результате смешивания подобных потоков можно сформировать общий поток сырого целевого продукта, удовлетворяющий регламентированным в рыночной спецификации требованиям.On the other hand, in accordance with the method of the invention, the isolation of the target product can be carried out in parallel up to the production of crude product streams. In such a case, according to the invention, crude product streams with different impurity contents are usually obtained. While the content of impurities in one of these streams in some cases is lower than the level regulated in the market specification, another stream of the crude target product in terms of the content of impurities may not satisfy these requirements. By mixing these streams, it is possible to form a common stream of crude target product that satisfies the requirements specified in the market specification.

В случае осуществляемой в соответствии с изобретением параллельной эксплуатации трех систем реакторов окисления вместо объединения получаемых во всех трех системах потоков газа (смеси газов) и последующей переработки смеси можно также, например, объединять только два из трех указанных потоков и переработать полученную смесь. Переработку третьего потока можно осуществить отдельно, а затем смешать смесь двух потоков целевого продукта с третьим потоком целевого продукта, и так далее.In the case of the parallel operation of three systems of oxidation reactors carried out in accordance with the invention, instead of combining the gas streams (gas mixture) obtained in all three systems and subsequent processing of the mixture, it is also possible, for example, to combine only two of the three indicated streams and process the resulting mixture. Processing the third stream can be carried out separately, and then mix the mixture of two streams of the target product with the third stream of the target product, and so on.

Различную продолжительность эксплуатации катализаторов, загруженных по меньшей мере в две параллельно функционирующие системы реакторов окисления, можно установить, например, благодаря смещению начального момента эксплуатации свежих загруженных катализаторов, а также благодаря тому, что загруженные катализаторы постоянно или в течение заданного промежутка времени эксплуатируют при разных температурах и/или разных расходах исходного соединения. Таким образом, мерой продолжительности эксплуатации загруженных катализаторов, используемой лишь при одинаковых условиях ее осуществления и при одинаковом типе катализаторов, согласно изобретению является хронометрируемое время. В противном случае мерой продолжительности эксплуатации катализаторов служит количество уже синтезированного на нем целевого продукта. Чем большее количество целевого продукта уже синтезировано на катализаторе, тем больше его возраст. В случае многостадийного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления, протекающего с образованием по меньшей мере одного промежуточного продукта, мерой продолжительности эксплуатации соответствующего катализатора служит совокупное количество уже синтезированного на нем промежуточного продукта.Different duration of operation of catalysts loaded in at least two parallel-functioning systems of oxidation reactors can be established, for example, due to a shift in the initial moment of operation of fresh loaded catalysts, as well as due to the fact that loaded catalysts are continuously or for a given period of time operated at different temperatures and / or different costs of the starting compound. Thus, a measure of the operating time of the loaded catalysts, used only under the same conditions for its implementation and with the same type of catalysts, according to the invention is the time measured. Otherwise, the measure of the duration of operation of the catalysts is the amount of the target product already synthesized on it. The larger the target product is already synthesized on the catalyst, the greater its age. In the case of a multi-stage heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation proceeding with the formation of at least one intermediate product, the cumulative amount of the intermediate product already synthesized on it is a measure of the duration of operation of the corresponding catalyst.

В случае двухстадийного синтеза акриловой кислоты из пропилена мерой продолжительности эксплуатации катализатора, используемого для осуществления первой реакционной стадии, служило бы, например, совокупное количество уже синтезированного на нем акролеина.In the case of a two-stage synthesis of acrylic acid from propylene, for example, the total amount of acrolein already synthesized on it would serve as a measure of the duration of operation of the catalyst used to carry out the first reaction stage.

В случае двухстадийного синтеза метакриловой кислоты из изобутилена мерой продолжительности эксплуатации катализатора, используемого для осуществления первой реакционной стадии, служило бы, например, совокупное количество уже синтезированного на нем метакролеина. Мерой продолжительности эксплуатации катализаторов, используемых на второй реакционной стадии указанных процессов, служили бы количества акриловой кислоты, соответственно метакриловой кислоты, уже синтезированной на соответствующих катализаторах.In the case of two-stage synthesis of methacrylic acid from isobutylene, a measure of the duration of operation of the catalyst used to carry out the first reaction step would, for example, be the total amount of methacrolein already synthesized on it. A measure of the operating life of the catalysts used in the second reaction stage of these processes would be the amounts of acrylic acid, respectively methacrylic acid, already synthesized on the corresponding catalysts.

Таким образом, в случае осуществления многостадийного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления по меньшей мере в двух параллельно функционирующих системах реакторов по истечении определенной продолжительности эксплуатации свежим катализатором заменяют по меньшей мере часть (предпочтительно по меньшей мере 20% масс., лучше по меньшей мере 40% масс., еще лучше по меньшей мере 60% масс., или по меньшей мере 80% масс., лучше всего 100% масс. в пересчете на загруженный катализатор) только того катализатора, который используют на одной единственной стадии окисления соответствующей системы реакторов окисления, после чего продолжают процесс согласно изобретению. В случае двухстадийного синтеза акриловой кислоты из пропилена подобной частичной или полной замене может быть подвергнут катализатор, загруженный в одну из по меньшей мере двух соответствующих параллельно функционирующих систем реакторов окисления, и используемый для осуществления только, например, реакционной стадии «пропилен → акролеин». Однако подобной замене, очевидно, могут быть подвергнуты также катализаторы, загруженные в одну из по меньшей мере двух соответствующих параллельно функционирующих систем реакторов окисления, используемые для осуществления обеих реакционных стадий. Кроме того, согласно изобретению возможна ситуация, в соответствии с которой частичную или полную замену катализатора в одной по меньшей мере из двух рассматриваемых параллельно функционирующих систем реакторов окисления осуществляют только для первой реакционной стадии, а в другой системе реакторов подобную замену осуществляют только для второй реакционной стадии.Thus, in the case of a multi-stage heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation in at least two parallel operating systems of reactors, after a certain duration of operation, at least a part (preferably at least 20% by weight, preferably at least 40% by weight) is replaced with a fresh catalyst ., even better at least 60 wt. -%, or at least 80 wt. -%, preferably 100 wt. -% in terms of the loaded catalyst) only the catalyst that is used on only discharge the respective oxidation stage oxidation reactor system, after which the process is continued according to the invention. In the case of a two-stage synthesis of acrylic acid from propylene, a partial or complete replacement can be carried out for a catalyst loaded into one of at least two corresponding parallel operating oxidation reactor systems and used to carry out, for example, only the propylene → acrolein reaction step. However, it is obvious that catalysts loaded into one of at least two corresponding parallel operating oxidation reactor systems used to carry out both reaction stages can also undergo such a replacement. In addition, according to the invention, a situation is possible in which a partial or complete replacement of the catalyst in one of the at least two parallel operating systems of oxidation reactors is carried out only for the first reaction stage, and in another reactor system, such a replacement is carried out only for the second reaction stage .

В случае повышения селективности образования целевого продукта и снижения активности загруженного катализатора, происходящих по мере его эксплуатации, могут быть предприняты соответствующие меры.In the case of increasing the selectivity of the formation of the target product and reducing the activity of the loaded catalyst, occurring during its operation, appropriate measures can be taken.

Так, например, по меньшей мере две соответствующие параллельно функционирующие системы реакторов окисления с загруженными в каждую из них свежими катализаторами сначала в течение некоторого времени можно эксплуатировать в одинаковых условиях и смешанный поток, состоящий по меньшей мере их двух потоков получаемого газа, направлять в единственную систему выделения. Систему выделения можно рассчитать таким образом, чтобы с учетом высокой начальной селективности образования побочных продуктов сначала получать поток сырого целевого продукта, обладающего сравнительно низкой степенью чистоты. Подобным потоком может являться, например, сырая акриловая кислота, которую в дальнейшем можно использовать лишь для синтеза сложных алкиловых эфиров (например, бутилового, метилового, этилового или 2-этилгексилового сложного эфира). В случае предусматриваемой изобретением последующей частичной или полной замены катализатора в процессе дальнейшей эксплуатации катализатора достигают среднего уровня селективности образования целевого продукта, содержащегося в смеси по меньшей мере двух соответствующих потоков получаемого газа, что обусловливает сравнительно высокую чистоту полученного в той же системе выделения потока сырого целевого продукта. Потоком подобного сырого целевого продукта в данном случае может являться, например, «сырая» акриловая кислота, пригодная для получения суперабсорбирующих полиакриловых кислот, соответственно из натриевых солей.So, for example, at least two corresponding parallel-functioning systems of oxidation reactors with fresh catalysts loaded into each of them can be operated for some time under the same conditions and the mixed stream consisting of at least two streams of the obtained gas can be sent to a single system discharge. The allocation system can be calculated so that, given the high initial selectivity of the formation of by-products, first obtain a stream of crude target product with a relatively low degree of purity. A similar stream can be, for example, crude acrylic acid, which can then be used only for the synthesis of alkyl esters (for example, butyl, methyl, ethyl or 2-ethylhexyl ester). In the case of the subsequent partial or complete replacement of the catalyst provided for by the invention during the further operation of the catalyst, the average selectivity of the formation of the target product contained in the mixture of at least two corresponding streams of the obtained gas is achieved, which leads to a relatively high purity of the crude target product stream obtained in the same extraction system . The stream of such a crude target product in this case may be, for example, a "crude" acrylic acid suitable for the preparation of superabsorbent polyacrylic acids, respectively, from sodium salts.

Синтезированную вначале менее чистую сырую акриловую кислоту, очевидно, можно также хранить в большом резервуаре и смешивать ее с синтезируемой позже сырой акриловой кислотой, которая по содержанию примесей перекрывает требования спецификации, получая смесь, которая удовлетворяет соответствующим требованиям спецификации.The initially less synthesized crude acrylic acid, obviously, can also be stored in a large tank and mixed with the synthesized later crude acrylic acid, which, in terms of impurities, overrides the specification requirements to obtain a mixture that meets the relevant specification requirements.

Однако предлагаемый в изобретении способ используют также в том случае, если по меньшей мере в две соответствующие параллельно функционирующие системы реакторов окисления загружены катализаторы, селективность образования целевого соединения на первом из которых по мере эксплуатации возрастает, а на втором снижается. Таким образом, уже после кратковременной хронометрируемой продолжительности эксплуатации по меньшей мере двух загруженных катализаторов на них образуются разные количества целевого продукта, а следовательно, достигают подразумеваемой настоящим изобретением «разной» продолжительности эксплуатации обоих загруженных катализаторов.However, the method proposed in the invention is also used if at least two parallel operating systems of oxidation reactors are loaded with catalysts, the selectivity of the formation of the target compound in the first of which increases during operation, and decreases in the second. Thus, after a short timed operation time of at least two loaded catalysts, different amounts of the target product are formed on them, and therefore, the “different” duration of operation of both loaded catalysts implied by the present invention is achieved.

В случае осуществляемого согласно изобретению многостадийного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления по меньшей мере одного исходного органического соединения предпочтительным является объединение по меньшей мере двух параллельных потоков газов, образующихся в результате осуществления первой реакционной стадии, в смешанный поток (аналогично применяемому на практике классическому параллельному соединению согласно немецкой заявке на патент DE-A 19902562) и последующая реализация второй реакционной стадии по меньшей мере в двух параллельно функционирующих системах реакторов (после при необходимости осуществляемого добавления к смешанному потоку инертного газа и/или молекулярного кислорода).In the case of the multi-stage heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of the at least one starting organic compound according to the invention, it is preferable to combine at least two parallel gas streams resulting from the first reaction step into a mixed stream (similar to the classical German parallel compound used in practice patent application DE-A 19902562) and the subsequent implementation of the second reaction stage at least it least two parallel reactors operating systems (if necessary after adding to the mixed ongoing stream of an inert gas and / or molecular oxygen).

Предлагаемый в изобретении способ в принципе пригоден для осуществления всех указанных в начале настоящего описания специфических процессов гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления. К подобным процессам прежде всего относится также описанное, например, в международной заявке WO 01/96270 и немецких заявках на патент DE-A 10316465, DE-A 10245585, DE-A 10246119 гетерогенно катализируемое парофазное частичное окисление пропана в акриловую кислоту. Указанные публикации, а также заявку США на патент US-A 2004/0242826 и немецкую заявку на патент DE-A 10336386 следует считать неотъемлемой частью настоящего описания. Предлагаемый в изобретении способ в принципе пригоден также для осуществления гетерогенно катализируемого частичного окисления в псевдоожиженном слое катализатора.The inventive method is in principle suitable for carrying out all the specific processes of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation indicated at the beginning of the present description. First of all, similar processes are also described, for example, in international patent application WO 01/96270 and German patent applications DE-A 10316465, DE-A 10245585, DE-A 10246119 heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of propane to acrylic acid. These publications, as well as US patent application US-A 2004/0242826 and German patent application DE-A 10336386 should be considered an integral part of the present description. The process according to the invention is in principle also suitable for carrying out a heterogeneously catalyzed partial oxidation in a fluidized bed of a catalyst.

Гетерогенно катализируемое парофазное частичное окисление по меньшей мере одного исходного органического соединения молекулярным кислородом согласно изобретению предпочтительно можно осуществлять также по меньшей мере в двух параллельно функционирующих трубчатых реакторах с прямотоком реакционной газовой смеси в одном из них и противотоком в другом (если смотреть на реакторы сверху). Противоток, как правило, обусловливает ускоренное старение катализатора, если его эксплуатируют в идентичных условиях за исключением направления течения реакционной газовой смеси.The heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of at least one of the starting organic compounds with molecular oxygen according to the invention can preferably also be carried out in at least two parallel-acting tube reactors with a direct-flow reaction gas mixture in one of them and countercurrent in the other (if you look at the reactors from above). The counterflow, as a rule, causes accelerated aging of the catalyst if it is operated under identical conditions, except for the direction of flow of the reaction gas mixture.

В соответствии с предлагаемым в изобретении способом по меньшей мере один из катализаторов, загруженных по меньшей мере в две параллельно функционирующие системы реакторов окисления, согласно изобретению предпочтительно должен включать по меньшей мере частичное количество катализатора (в случае многостадийного частичного окисления, например, все количество или часть катализатора, предназначенного для осуществления первой и/или второй реакционной стадии), гетерогенно катализируемое парофазное частичное окисление на котором осуществляют дольше, чем на всех частях другого загруженного катализатора, по меньшей мере на 30 календарных дней, предпочтительно по меньшей мере на 60 или по меньшей мере на 90 календарных дней, особенно предпочтительно по меньшей мере на 120, соответственно по меньшей мере на 150 календарных дней, еще более предпочтительно по меньшей мере на 180 календарных дней или по меньшей мере на 210, соответственно 240 календарных дней.According to the method of the invention, at least one of the catalysts loaded in at least two parallel-functioning oxidation reactor systems according to the invention should preferably include at least a partial amount of catalyst (in the case of multi-stage partial oxidation, for example, all or part catalyst intended for the first and / or second reaction stage), heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation at which at least 30 calendar days, preferably at least 60 or at least 90 calendar days, particularly preferably at least 120, or at least 150 calendar days, longer than on all parts of another loaded catalyst , even more preferably at least 180 calendar days, or at least 210, respectively 240 calendar days.

Однако предлагаемыми в изобретении являются также такие способы, в соответствии с которыми указанная выше разница продолжительности эксплуатации двух катализаторов составляет по меньшей мере 270 дней, по меньшей мере 300 дней, по меньшей мере 330 дней, по меньшей мере 360 дней, по меньшей мере 400 дней, по меньшей мере 450 дней, по меньшей мере 500 дней, по меньшей мере 550 дней, по меньшей мере 600 дней, по меньшей мере 700 дней, по меньшей мере 800 дней, по меньшей мере 900 дней, по меньшей мере 1000 дней, по меньшей мере 2000 дней или по меньшей мере 3000 дней, или она является еще большей., как правило, соответствующая разница составляет не более трех лет или 1000 дней, чаще всего не более двух лет или 750 дней.However, proposed in the invention are also such methods in accordance with which the above-mentioned difference in the duration of operation of the two catalysts is at least 270 days, at least 300 days, at least 330 days, at least 360 days, at least 400 days at least 450 days, at least 500 days, at least 550 days, at least 600 days, at least 700 days, at least 800 days, at least 900 days, at least 1000 days, at at least 2,000 days or at least 3,000 days, or she I It wishes to set up even more. As a rule, any difference is not more than three years, or 1,000 days, usually no more than two years, or 750 days.

Указанная разница продолжительности эксплуатации, выраженная в виде большего суммарного количества целевого продукта, соответственно промежуточного продукта, синтезированного по меньшей мере на части катализатора, может составлять по меньшей мере 106 кг, по меньшей мере 2·106 кг, по меньшей мере 3·106 кг, по меньшей мере 4·106 кг, по меньшей мере 5·106 кг, по меньшей мере 6·106 кг, по меньшей мере 7·106 кг, по меньшей мере 8·106 кг, по меньшей мере 9·106 кг, по меньшей мере 107 кг, по меньшей мере 1,5·107 кг, по меньшей мере 2·107 кг, по меньшей мере 3·107, соответственно 4·107 кг, по меньшей мере 5·107 кг, по меньшей мере 6·107 кг, по меньшей мере 7·107 кг, по меньшей мере 8·107 кг, по меньшей мере 108 кг, по меньшей мере 2·108 кг, по меньшей мере 3·108 кг или по меньшей мере 4·108 кг. Указанной выше разнице продолжительности эксплуатации обычно соответствует не более 109 кг, чаще всего не более 0,5·109 кг и наиболее часто не более 108 кг синтезированного продукта.The specified difference in the duration of operation, expressed as a larger total amount of the target product, respectively, of the intermediate product synthesized in at least part of the catalyst, can be at least 10 6 kg, at least 2 · 10 6 kg, at least 3 · 10 6 kg, at least 4 · 10 6 kg, at least 5 · 10 6 kg, at least 6 · 10 6 kg, at least 7 · 10 6 kg, at least 8 · 10 6 kg, at least least 9 x 10 6 kg, at least 10 7 kg, at least 1.5 x 10 7 kg, at least 2 x 10 7 kg, at least 3 × 10 7, respectively Twain 4 x 10 7 kg, at least 5 x 10 7 kg, at least 6 x 10 7 kg, at least 7 x 10 7 kg, at least 8 x 10 7 kg, at least 10 8 kg at least 2 · 10 8 kg, at least 3 · 10 8 kg, or at least 4 · 10 8 kg. The above-mentioned difference in operating duration usually corresponds to not more than 10 9 kg, most often not more than 0.5 · 10 9 kg and most often not more than 10 8 kg of the synthesized product.

Согласно изобретению большое значение имеет то обстоятельство, что уже незначительные изменения селективности образования побочных продуктов могут существенно осложнить получение сырого целевого продукта, удовлетворяющего требованиям соответствующей спецификации. Типичным примером в этой связи может служить пропионовая кислота, присутствующая в качестве побочного продукта в акриловой кислоте. Для возможности сбыта акриловой кислоты она должна содержать, например, не более 800 млн-1 масс, пропионовой кислоты (содержание последней зависит от области применения акриловой кислоты). Аналогичные предельные значения характерны, например, и для образующихся в качестве побочных продуктов формальдегида и уксусной кислоты. Во многих случаях селективность образования целевого продукта в процессах гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления в течение трех первых месяцев после начала эксплуатации загруженного катализатора изменяется по меньшей мере на 0,1 или 0,2% мол., или по меньшей мере на 0,3 или 0,5% мол., соответственно по меньшей мере на 1 или 1,5% мол., соответственно по меньшей мере на 2% мол., иногда даже по меньшей мере на 3% мол., по меньшей мере на 4% мол. или по меньшей мере на 7% мол.. Общая селективность образования побочных компонентов в течение аналогичного периода, как правило, соответственно часто изменяется также по меньшей мере на величину, составляющую от 0,1 до 7% мол. и более.According to the invention, the fact that already insignificant changes in the selectivity of formation of by-products can significantly complicate the preparation of a crude target product that meets the requirements of the relevant specification is of great importance. A typical example in this regard is propionic acid present as a by-product in acrylic acid. For acrylic acid sales opportunities it should contain, for example, not more than 800 million mass -1, propionic acid (the content of the latter depends on the use of acrylic acid). Similar limit values are characteristic, for example, of formaldehyde and acetic acid formed as by-products. In many cases, the selectivity of the formation of the target product in the processes of heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation during the first three months after the start of operation of the loaded catalyst changes by at least 0.1 or 0.2 mol%, or at least 0.3 or 0 , 5 mol%, respectively, at least 1 or 1.5 mol%, respectively, at least 2 mol%, sometimes even at least 3 mol%, at least 4 mol%. or at least 7 mol%. The total selectivity of the formation of side components during the same period, as a rule, accordingly often also changes by at least a value of 0.1 to 7 mol%. and more.

Следовательно, в соответствии с предлагаемым в изобретении способом разница в селективности образования целевого продукта (например, акриловой кислоты) по меньшей мере на двух соответствующих параллельно эксплуатируемых загруженных катализаторах может составлять, например, 7% мол. или более (например, она может составлять 0,1 или 0,2% мол., или от 0,3 до 7% мол.), а разница общей селективности образования побочных компонентов также может составлять 7% мол. или более (например, она может составлять 0,1 или 0,2% мол., или от 0,3 до 7% мол.).Therefore, in accordance with the proposed invention, the difference in the selectivity of the formation of the target product (for example, acrylic acid) on at least two corresponding parallel-running loaded catalysts can be, for example, 7 mol%. or more (for example, it can be 0.1 or 0.2 mol%, or from 0.3 to 7 mol%), and the difference in the total selectivity of the formation of side components can also be 7 mol%. or more (for example, it may be 0.1 or 0.2 mol%, or from 0.3 to 7 mol%).

В особом варианте предлагаемый в изобретении способ пригоден для одностадийного гетерогенно катализируемого в стационарном слое парофазного частичного окисления пропилена в акролеин и/или акриловую кислоту, которое осуществляют предпочтительно в трубчатом реакторе, а также для реализации первой и второй стадий двухстадийного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления пропилена в акриловую кислоту (через акролеин в качестве промежуточного продукта) в стационарных слоях трубчатых реакторов, например, в соответствии с европейскими заявками на патент ЕР-А 700893, ЕР-А 700714, немецкими заявками на патент DE-A 19910508, DE-A 19910506, DE-А 10351269, DE-A 10350812, DE-A 10350822, европейской заявкой на патент ЕР-А 1159247, немецкими заявками на патент DE-A 10313208, DE-A 10 2004021764, DE-A 19948248, европейскими заявками на патент ЕР-А 990636, ЕР-А 1106598 и немецкими заявками на патент DE-А 3002829, DE-A 10232482.In a particular embodiment, the method according to the invention is suitable for one-stage heterogeneously catalyzed in a stationary layer vapor-phase partial oxidation of propylene to acrolein and / or acrylic acid, which is preferably carried out in a tubular reactor, as well as for the first and second stages of a two-stage heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of propylene into acrylic acid (via acrolein as an intermediate) in the stationary layers of tubular reactors, for example, in accordance with and with European patent applications EP-A 700893, EP-A 700714, German patent applications DE-A 19910508, DE-A 19910506, DE-A 10351269, DE-A 10350812, DE-A 10350822, European patent application EP -A 1159247, German patent applications DE-A 10313208, DE-A 10 2004021764, DE-A 19948248, European patent applications EP-A 990636, EP-A 1106598 and German patent applications DE-A 3002829, DE-A 10232482.

Предлагаемый в изобретении способ пригоден для гетерогенно катализируемого в стационарном слое парофазного частичного окисления пропилена в акролеин прежде всего в том случае, если активной массой катализаторов является полиэлементный оксид, содержащий молибден и/или вольфрам, а также по меньшей мере один элемент из группы висмут, теллур, сурьму, олово и медь, или полиметаллический оксид, содержащий молибден, висмут и железо. Согласно изобретению особенно пригодными полиметаллическими оксидными массами указанного типа, содержащими молибден, висмут и железо, прежде всего являются активные массы, приведенные в немецких заявках на патент DE-A 10344149 и DE-A 10344264. Пригодными прежде всего являются также активные полиметаллические оксидные массы общей формулы (I) (DE-А 19955176), общей формулы (I) (DE-A 19948523), общих формул (I), (II) и (III) (DE-A 10101695), общих формул (I), (II) и (III) (DE-A 19948248) и общих формул (I), (II) и (III) (DE-A 199551680), а также активные полиметаллические оксидные массы, приведенные в европейской заявке на патент ЕР-А 700714.The method according to the invention is suitable for the vapor-phase partial oxidation of propylene to acrolein heterogeneously catalyzed in a stationary layer, especially if the active mass of the catalysts is a polyelement oxide containing molybdenum and / or tungsten, as well as at least one element from the group of bismuth, tellurium , antimony, tin and copper, or a polymetallic oxide containing molybdenum, bismuth and iron. According to the invention, particularly suitable polymetallic oxide masses of the indicated type containing molybdenum, bismuth and iron are, first of all, the active masses described in German patent applications DE-A 10344149 and DE-A 10344264. Active polymetallic oxide masses of the general formula are also particularly suitable. (I) (DE-A 19955176), general formula (I) (DE-A 19948523), general formulas (I), (II) and (III) (DE-A 10101695), general formulas (I), (II ) and (III) (DE-A 19948248) and the general formulas (I), (II) and (III) (DE-A 199551680), as well as the active polymetallic oxide masses given in European th patent application EP-A 700,714.

Кроме того, предлагаемый в изобретении способ пригоден в том случае, если по меньшей мере два стационарные слоя, используемые согласно изобретению для гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления пропилена в акролеин, содержат полиметаллические оксидные катализаторы с молибденом, висмутом и железом, приведенные в немецких заявках на патент DE-A 10046957, DE-A 10063162, DE-C 3338380, DE-A 19902562, европейской заявке на патент ЕР-А 15565, немецкой заявке на патент DE-C 2380765, европейских заявках на патент ЕР-А 807465, ЕР-А 279374, немецкой заявке на патент DE-A 3300044, европейской заявке на патент ЕР-А 575897, заявке США на патент US-А 4438217, немецкой заявке на патент DE-A 19855913, международной заявке WO 98/24746, немецкой заявке на патент DE-A 19746210 (продукты общей формулы (II)), японской заявке на патент JP-A 91/294 239 и европейских заявках на патент ЕР-А 293224, ЕР-А 700714. Речь идет прежде всего о катализаторах, приведенных в соответствующих примерах, причем особенно предпочтительными являются катализаторы из европейских заявкок на патент ЕР-А 15565, ЕР-А 575897 и немецких заявкок на патент DE-A 19746210, DE-A 19855913. В этой связи следует особо отметить катализатор из примера 1с европейской заявки на патент ЕР-А 15565, а также получаемый аналогичным образом катализатор, активная масса которого обладает составом Mo12Ni6,5Zn2Fe2Bi1P0,0065K0,06Ox·10SiO2. Кроме того, следует особо отметить цельный катализатор со стехиометрическим составом Mo12Co7Fe3Bi0,6K0,08Si1,6Ох) в виде полых цилиндров с размерами 5 мм × 3 мм × 2 мм или 5 мм × 2 мм × 2 мм (наружный диаметр × высота × внутренний диаметр) из примера 3 немецкой заявки на патент DE-А 19855913, а также цельный полиметаллический оксидный катализатор формулы (II) из примера 1 немецкой заявки на патент DE-A 19746210. Кроме того, следует особо отметить полиметаллические оксидные катализаторы, приведенные в заявке США на патент US-A 4438217. Указанные в этой публикации катализаторы прежде всего пригодны в том случае, если они являются полыми цилиндрами с размерами 5,5 мм × 3 мм × 3,5 мм, 5 мм × 2 мм × 2 мм, 5 мм × 3 мм × 2 мм, 6 мм × 3 мм × 3 мм или 7 мм × 3 мм × 4 мм (наружный диаметр × высота × внутренний диаметр). В соответствии с настоящим изобретением пригодны также полиметаллические оксидные катализаторы и их геометрические параметры, указанные в немецкой заявке на патент DE-A 10101695, соответственно международной заявке WO 02/062737.In addition, the method according to the invention is suitable if at least two stationary layers used according to the invention for heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of propylene to acrolein contain polymetallic oxide catalysts with molybdenum, bismuth and iron, as described in German patent applications DE-A 10046957, DE-A 10063162, DE-C 3338380, DE-A 19902562, European patent application EP-A 15565, German patent application DE-C 2380765, European patent applications EP-A 807465, EP-A 279374, German patent application DE-A 330 0044, European patent application EP-A 575897, US patent application US-A 4438217, German patent application DE-A 19855913, international patent application WO 98/24746, German patent application DE-A 19746210 (products of general formula (II )), Japanese patent application JP-A 91/294 239 and European patent applications EP-A 293224, EP-A 700714. These are primarily the catalysts given in the respective examples, the catalysts from European applications being particularly preferred patent EP-A 15565, EP-A 575897 and German patent applications DE-A 19746210, DE-A 19855913. In this regard, special mention should be made it catalyst from Example 1c European patent application EP-A 15565 and obtained similarly catalyst whose active composition has the composition of Mo 12 Ni 6,5 Zn 2 Bi 1 Fe 2 P 0,0065 K 0,06 Ox · 10SiO 2 . In addition, it should be noted the integral catalyst with a stoichiometric composition of Mo 12 Co 7 Fe 3 Bi 0.6 K 0.08 Si 1.6 Oh) in the form of hollow cylinders with dimensions of 5 mm × 3 mm × 2 mm or 5 mm × 2 mm × 2 mm (outer diameter × height × inner diameter) from example 3 of German patent application DE-A 19855913, as well as a one-piece polymetallic oxide catalyst of formula (II) from example 1 of German patent application DE-A 19746210. In addition, it should be noted polymetallic oxide catalysts described in US patent application US-A 4438217. Indicated in this publication catalysis Orors are primarily suitable if they are hollow cylinders with dimensions 5.5 mm × 3 mm × 3.5 mm, 5 mm × 2 mm × 2 mm, 5 mm × 3 mm × 2 mm, 6 mm × 3 mm × 3 mm or 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × height × inner diameter). Polymetallic oxide catalysts and their geometrical parameters as defined in German patent application DE-A 10101695 and international application WO 02/062737 are also suitable in accordance with the present invention.

Кроме того, в соответствии с изобретением хорошо пригодными являются цельные катализаторы со стехиометрическим составом [Bi2W2O9 × 2WO3]0,5·[Mo12Co5,6Fe2,94Si1,59K0,08Ox]1 из примера 1 немецкой заявки на патент DE-A 10046957, представляющие собой полые цилиндры (кольца) с размерами 5 мм × 3 мм × 2 мм или 5 мм × 2 мм × 2 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр), а также кольцеобразные оболочечные катализаторы 1, 2 и 3 из немецкой заявки на патент DE-A 10063162 с оболочкой соответствующей толщины со стехиометрическим составом Mo12Bi1,0Fe3Co7Si1,6K0,08), нанесенной на кольцеобразный носитель с размерами 5 мм × 3 мм × 1,5 мм или 7 мм × 3 мм × 1,5 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр).In addition, in accordance with the invention, solid catalysts with a stoichiometric composition of [Bi 2 W 2 O 9 × 2WO 3 ] 0.5 · [Mo 12 Co 5.6 Fe 2.94 Si 1.59 K 0.08 O x ] 1 from example 1 of German patent application DE-A 10046957, representing hollow cylinders (rings) with dimensions of 5 mm × 3 mm × 2 mm or 5 mm × 2 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter) and annular coated catalysts 1, 2 and 3 of German application DE-a 10063162 patent shell thickness corresponding to the stoichiometric composition of Mo 12 Bi 1,0 Fe 3 Co 7 Si 1,6 K 0,08), applied to oltseobrazny carrier with the dimensions of 5 mm × 3 mm × 1.5 mm or 7 mm × 3 mm × 1.5 mm (outer diameter × length × internal diameter).

Множество активных полиметаллических оксидных масс, особенно пригодных в качестве катализаторов частичного окисления пропилена в акролеин, осуществляемого предлагаемым в изобретении способом, в общем случае обладают формулой (I):Many active polymetallic oxide masses, especially suitable as catalysts for the partial oxidation of propylene to acrolein, carried out by the proposed invention, in the General case, have the formula (I):

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

в которойwherein

X1 означает никель и/или кобальт,X 1 means nickel and / or cobalt,

X2 означает таллий, щелочной металл и/или щелочно-земельный металл,X 2 means thallium, an alkali metal and / or alkaline earth metal,

X3 означает цинк, фосфор, мышьяк, бор, сурьму, олово, церий, свинец и/или вольфрам,X 3 means zinc, phosphorus, arsenic, boron, antimony, tin, cerium, lead and / or tungsten,

X4 означает кремний, алюминий, титан и/или цирконий,X 4 means silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,

а означает число от 0,5 до 5,and means a number from 0.5 to 5,

b означает число от 0,01 до 5, предпочтительно от 2 до 4,b means a number from 0.01 to 5, preferably from 2 to 4,

с означает число от 0 до 10, предпочтительно от 3 до 10,c means a number from 0 to 10, preferably from 3 to 10,

d означает число от 0 до 2, предпочтительно от 0,02 до 2,d means a number from 0 to 2, preferably from 0.02 to 2,

е означает число от 0 до 8, предпочтительно от 0 до 5,e means a number from 0 to 8, preferably from 0 to 5,

f означает число от 0 до 10 иf means a number from 0 to 10 and

n означает число, определяемое валентностью и повторяемостью отличающихся от кислорода элементов в катализаторах формулы (I),n means a number determined by the valency and repeatability of elements other than oxygen in the catalysts of formula (I),

Подобные активные полиметаллические оксидные массы могут быть получены известными методами (смотри, например, немецкую заявку на патент DE-A 4023239), и их обычно используют в виде формованных в массе шариков, колец или цилиндров, а также в виде оболочечных катализаторов, то есть покрытых активной массой формованных инертных тел. Подобные массы, очевидно, можно использовать в качестве катализаторов также в порошкообразном виде.Such active polymetallic oxide masses can be obtained by known methods (see, for example, German patent application DE-A 4023239), and they are usually used in the form of mass-formed balls, rings or cylinders, as well as in the form of shell catalysts, i.e. coated active mass of molded inert bodies. Such masses, obviously, can also be used as catalysts in powder form.

Активные массы общей формулы (I) в принципе могут быть приготовлены простым методом, состоящим в том, что получают тщательно перемешанную, предпочтительно мелкодисперсную сухую смесь соответствующих источников элементов активной массы, используемых в соответствующем стехиометрическом соотношении, и полученную смесь прокаливают при температуре от 350 до 650°С. Прокаливание можно осуществлять как в атмосфере инертного газа, так и в окисляющей атмосфере, например, такой как воздух (смесь инертного газа и кислорода), а также в восстанавливающей атмосфере (например, в смеси инертного газа, аммиака, монооксида углерода и/или водорода). Продолжительность прокаливания может составлять от нескольких минут до нескольких часов, и обычно она бывает тем короче, чем выше температура прокаливания. В качестве источников элементов активных полиметаллических оксидных масс общей формулы (I) можно использовать соединения, которые уже являются оксидами, и/или соединения, которые могут быть преобразованы в оксиды нагреванием, осуществляемым по меньшей мере в присутствии кислорода.The active masses of the general formula (I) can, in principle, be prepared by a simple method, which consists in obtaining a thoroughly mixed, preferably finely divided, dry mixture of the corresponding sources of active mass elements used in the corresponding stoichiometric ratio, and the resulting mixture is calcined at a temperature of 350 to 650 ° C. Calcination can be carried out both in an inert gas atmosphere and in an oxidizing atmosphere, for example, such as air (a mixture of inert gas and oxygen), as well as in a reducing atmosphere (for example, a mixture of inert gas, ammonia, carbon monoxide and / or hydrogen) . The duration of calcination can be from several minutes to several hours, and usually it is shorter, the higher the temperature of calcination. As sources of active polymetallic oxide mass elements of the general formula (I), compounds that are already oxides and / or compounds that can be converted to oxides by heating at least in the presence of oxygen can be used.

Наряду с оксидами подобными исходными соединениями прежде всего могут быть галогениды, нитраты, формиаты, оксалаты, цитраты, ацетаты, карбонаты, комплексы аминов, соли аммония и/или гидроксиды (в тщательно перемешанную сухую смесь можно дополнительно вводить такие соединения, как NH4OH, (NH4)2CO3, NH4NO3, NH4CHO2, СН3СООН, NH4CH3CO2 и/или оксалат аммония, способные к диссоциации и/или деструкции с выделением газообразных продуктов, улетучивающихся самое позднее при последующем прокаливании).Along with oxides, such starting compounds can primarily be halides, nitrates, formates, oxalates, citrates, acetates, carbonates, amine complexes, ammonium salts and / or hydroxides (compounds such as NH 4 OH can be added to a thoroughly mixed dry mixture, (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 4 NO 3 , NH 4 CHO 2 , CH 3 COOH, NH 4 CH 3 CO 2 and / or ammonium oxalate, capable of dissociation and / or destruction with the release of gaseous products that evaporate at the latest when subsequent calcination).

Тщательному перемешиванию можно подвергать исходные соединения для получения активных полиметаллических оксидных масс общей формулы (I), находящиеся как в сухом, так и во влажном состоянии. В случае перемешивания сухих исходных соединений их целесообразно использовать в виде мелкодисперсных порошков, а после перемешивания и при необходимости осуществляемого уплотнения подвергнуть прокаливанию. Однако тщательному перемешиванию предпочтительно подвергают влажные исходные соединения. При этом исходные соединения обычно смешивают в виде водного раствора и/или суспензии. Особенно тщательно перемешанные сухие смеси получают подобным образом в том случае, если источники элементов активных масс находятся исключительно в растворенной форме. В качестве растворителя предпочтительно используют воду. Полученную водную массу подвергают сушке, предпочтительно осуществляемой в распылительной сушилке при температуре на выходе, составляющей от 100 до 150°С.The starting compounds can be thoroughly mixed to obtain active polymetallic oxide masses of the general formula (I), both in dry and in wet state. In the case of mixing the dry starting compounds, it is advisable to use them in the form of fine powders, and after stirring and, if necessary, the compaction carried out, to calcine. However, wet starting compounds are preferably mixed thoroughly. In this case, the starting compounds are usually mixed in the form of an aqueous solution and / or suspension. Especially carefully mixed dry mixtures are obtained in a similar way if the sources of the active mass elements are exclusively in dissolved form. The solvent used is preferably water. The resulting water mass is subjected to drying, preferably carried out in a spray dryer at an outlet temperature of from 100 to 150 ° C.

Активные полиметаллические оксидные массы общей формулы (I) обычно используют в стационарном слое катализатора не в порошкообразной форме, а в виде получаемого формованием катализатора, обладающего определенными геометрическими параметрами, причем формование может быть выполнено до или после прокаливания. Так, например, обладающие необходимой геометрической формой цельные катализаторы можно получить уплотнением порошкообразной активной массы или соответствующей не подвергнутой прокаливанию и/или подвергнутой частичному прокаливанию исходной массы, реализуемым, например, методами таблетирования, экструзии или штранг-прессования, причем уплотнение при необходимости можно осуществлять с добавлением улучшающих скольжение и/или облегчающих формование вспомогательных средств, например, таких как графит или стеариновая кислота, и армирующих средств, таких как микроволокна из стекла, асбеста, карбида кремния или титаната калия. Пригодной геометрической форме цельных катализаторов соответствуют, например, сплошные или полые цилиндры с наружным диаметром и длиной, составляющими от 2 до 10 мм. Целесообразная толщина стенок полых цилиндров составляет от 1 до 3 мм. Цельный катализатор, очевидно, может обладать также формой шариков, диаметр которых может составлять от 2 до 10 мм.Active polymetallic oxide masses of the general formula (I) are usually used in the stationary catalyst bed not in powder form, but in the form of a catalyst obtained by molding having certain geometric parameters, and molding can be performed before or after calcination. Thus, for example, solid catalysts having the necessary geometric shape can be obtained by densification of the powdered active mass or the corresponding non-calcined and / or partially calcined initial mass, realized, for example, by tabletting, extrusion or extrusion methods, and compaction can be carried out if necessary the addition of glidants and / or molding aids, for example, such as graphite or stearic acid, and reinforcement aids such as microfibers of glass, asbestos, silicon carbide or potassium titanate. A suitable geometrical shape of the whole catalysts corresponds, for example, to solid or hollow cylinders with an outer diameter and a length of 2 to 10 mm. A suitable wall thickness of the hollow cylinders is 1 to 3 mm. A solid catalyst, obviously, can also have the shape of balls, the diameter of which can be from 2 to 10 mm.

Особенно оптимальные размеры полых цилиндров (прежде всего в случае цельных катализаторов) составляют 5 мм × 3 мм × 2 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр).Particularly optimal sizes of hollow cylinders (especially in the case of solid catalysts) are 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter).

Формование порошкообразной активной массы или соответствующей порошкообразной исходной массы, не подвергнутой прокаливанию и/или подвергнутой частичному прокаливанию, очевидно, можно осуществлять также ее нанесением на формованный инертный носитель для катализаторов. Нанесение активной массы на формованные тела носителя с целью получения оболочечных катализаторов, как правило, осуществляют в пригодном вращающемся резервуаре, например, описанном в немецкой заявке на патент DE-A 2909671 или европейских заявках на патент ЕР-А 293859 и ЕР-А 714700. Наносимую на формованные тела носителя порошкообразную массу целесообразно подвергнуть увлажнению, а после нанесения сушке, например, горячим воздухом. Целесообразная толщина нанесенного слоя порошкообразной массы составляет от 10 до 1000 мкм, предпочтительно от 50 до 500 мкм и особенно предпочтительно от 150 до 250 мкм. В соответствии с другим вариантом порошкообразную массу можно наносить на формованные тела носителя также непосредственно из соответствующей суспензии или раствора (например, в воде).The formation of a powdered active mass or a corresponding powdered initial mass, not subjected to calcination and / or subjected to partial calcination, obviously, can also be carried out by applying it to a molded inert carrier for catalysts. The application of the active mass on the molded body of the carrier in order to obtain shell catalysts, as a rule, is carried out in a suitable rotating reservoir, for example, described in German patent application DE-A 2909671 or European patent applications EP-A 293859 and EP-A 714700. it is advisable to wet the powdery mass on the molded body of the carrier, and after applying it to dry, for example, with hot air. A suitable thickness of the applied layer of powder mass is from 10 to 1000 microns, preferably from 50 to 500 microns, and particularly preferably from 150 to 250 microns. In another embodiment, the pulverized mass can also be applied to the shaped bodies of the carrier directly from an appropriate suspension or solution (for example, in water).

Материалами носителя могут быть обычные пористые или непористые оксиды алюминия, диоксид кремния, диоксид тория, диоксид циркония, карбид кремния или силикаты, такие как силикат магния или силикат алюминия. В условиях целевой реакции, осуществляемой в соответствии с предлагаемым в изобретении способом на первой реакционной стадии, подобные материалы ведут себя, как правило, преимущественно инертно. Телам носителя можно придать регулярную или нерегулярную форму, причем предпочтительными являются тела носителя, обладающие регулярной формой, например, шарики или полые цилиндры с отчетливо выраженной шероховатостью поверхности. Пригодными являются обладающие шероховатой поверхностью, преимущественно непористые сферические тела носителя из стеатита (например, продукта Steatit С220 фирмы CeramTec) диаметром от 1 до 8 мм, предпочтительно от 4 до 5 мм. Пригодными являются также тела носителя в виде цилиндров длиной от 2 до 10 мм (например, 8 мм) и наружным диаметром от 4 до 10 мм (например, 6 мм). В случае, если согласно изобретению пригодными телами носителя являются кольца, кроме указанных параметров они характеризуются толщиной стенок, обычно составляющей от 1 до 4 мм. Предпочтительно используемые согласно изобретению кольцеобразные тела носителя обладают длиной от 2 до 6 мм, наружным диаметром от 4 до 8 мм и толщиной стенок от 1 до 2 мм. Согласно изобретению в качестве телносителя прежде всего пригодны также кольца с геометрическими параметрами 7 мм × 3 мм × 4 мм, соответственно 5 мм × 3 мм × 2 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр). Толщину слоя каталитически активных оксидных масс, наносимого на поверхность тел носителя, очевидно, следует приводить в соответствие с необходимой толщиной оболочки (смотри европейскую заявку на патент ЕР-А 714700).The carrier materials may be conventional porous or non-porous aluminas, silica, thorium dioxide, zirconia, silicon carbide or silicates such as magnesium silicate or aluminum silicate. Under the conditions of the target reaction carried out in accordance with the method of the invention in the first reaction stage, such materials behave, as a rule, mainly inert. The bodies of the carrier can be given a regular or irregular shape, with the carrier bodies having a regular shape, for example, balls or hollow cylinders with a distinct surface roughness, being preferred. Rough-surface, predominantly non-porous spherical bodies of a steatite carrier (e.g., Steatit C220 from CeramTec) with a diameter of from 1 to 8 mm, preferably from 4 to 5 mm, are suitable. Also suitable are carrier bodies in the form of cylinders from 2 to 10 mm long (for example, 8 mm) and an outer diameter from 4 to 10 mm (for example, 6 mm). In the case where, according to the invention, suitable carrier bodies are rings, in addition to the indicated parameters, they are characterized by a wall thickness of usually 1 to 4 mm. Preferably used according to the invention, the annular body of the carrier have a length of from 2 to 6 mm, an outer diameter of from 4 to 8 mm and a wall thickness of from 1 to 2 mm. According to the invention, rings with geometrical parameters of 7 mm × 3 mm × 4 mm, respectively 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter) are also particularly suitable as a carrier. The thickness of the layer of catalytically active oxide masses deposited on the surface of the bodies of the carrier, obviously, should be brought into line with the required thickness of the shell (see European patent application EP-A 714700).

Кроме того, для стационарного слоя катализаторов частичного окисления пропилена в акролеин, осуществляемого предлагаемым в изобретении способом, особенно пригодны активные полиметаллические оксидные массы общей формулы (II):In addition, for the stationary layer of catalysts for partial oxidation of propylene to acrolein, carried out by the proposed invention, the active polymetallic oxide masses of the general formula (II) are particularly suitable:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

в которойwherein

Y1 означает только висмут или висмут и по меньшей мере один из элементов группы теллур, сурьма, олово и медь,Y 1 means only bismuth or bismuth and at least one of the elements of the group tellurium, antimony, tin and copper,

Y2 означает молибден или молибден и вольфрам,Y 2 means molybdenum or molybdenum and tungsten,

Y3 означает щелочной металл, таллий и/или самарий,Y 3 means alkali metal, thallium and / or samarium,

Y4 означает щелочно-земельный металл, никель, кобальт, медь, марганец, цинк, олово, кадмий и/или ртуть,Y 4 means alkaline earth metal, nickel, cobalt, copper, manganese, zinc, tin, cadmium and / or mercury,

Y5 означает железо или железо и по меньшей мере один из элементов группы хром и церий,Y 5 means iron or iron and at least one of the elements of the group chromium and cerium,

Y6 означает фосфор, мышьяк, бор и/или сурьму,Y 6 means phosphorus, arsenic, boron and / or antimony,

Y7 означает редкоземельный металл, титан, цирконий, ниобий, тантал, рений, рутений, родий, серебро, золото, алюминий, галлий, индий, кремний, германий, свинец, торий и/или уран,Y 7 means rare earth metal, titanium, zirconium, niobium, tantalum, rhenium, ruthenium, rhodium, silver, gold, aluminum, gallium, indium, silicon, germanium, lead, thorium and / or uranium,

а' означает число от 0,01 до 8,a 'means a number from 0.01 to 8,

b' означает число от 0,1 до 30,b 'means a number from 0.1 to 30,

с' означает число от 0 до 4,c 'means a number from 0 to 4,

d' означает число от 0 до 20,d 'means a number from 0 to 20,

е' означает число от >0 до 20,e 'means a number from> 0 to 20,

f' означает число от 0 до 6,f 'means a number from 0 to 6,

g' означает число от 0 до 15,g 'means a number from 0 to 15,

h' означает число от 8 до 16,h 'means a number from 8 to 16,

х', у' означают числа, определяемые валентностью и повторяемостью отличающихся от кислорода элементов в общей формуле (II), иx ', y' mean numbers determined by the valency and repeatability of the elements different from oxygen in the general formula (II), and

p, q означают числа, отношение которых (p/q) составляет от 0,1 до 10,p, q mean numbers whose ratio (p / q) is from 0.1 to 10,

содержащие трехмерные области с химическим составом Y1a'Y2b'Ox', отграниченные от локально окружающего их материала с иным составом, максимальный диаметр которых (наиболее длинный отрезок, проходящий через центр их тяжести и соединяющий две точки на их поверхности (граничной поверхности)) составляет от 1 нм до 100 мкм, часто от 10 до 500 нм или от 1 до 50, соответственно 25 мкм.containing three-dimensional regions with a chemical composition Y 1 a ' Y 2 b' O x ' , delimited from a locally surrounding material with a different composition, the maximum diameter of which (the longest segment passing through the center of gravity and connecting two points on their surface (boundary surface)) is from 1 nm to 100 μm, often from 10 to 500 nm or from 1 to 50, respectively 25 μm.

Особенно предпочтительными являются полиметаллические оксидные массы общей формулы (II), в которой Y1 означает исключительно висмут.Particularly preferred are the polymetallic oxide masses of the general formula (II) in which Y 1 means exclusively bismuth.

Последними предпочтительно являются полиметаллические оксидные массы общей формулы (III):The latter are preferably polymetallic oxide masses of the general formula (III):

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

в которойwherein

Z2 означает молибден или молибден и вольфрам,Z 2 means molybdenum or molybdenum and tungsten,

Z3 означает никель и/или кобальт,Z 3 means nickel and / or cobalt,

Z4 означает таллий, щелочной металл и/или щелочно-земельный металл,Z 4 means thallium, an alkali metal and / or alkaline earth metal,

Z5 означает фосфор, мышьяк, бор, сурьму, олово, церий и/или свинец,Z 5 means phosphorus, arsenic, boron, antimony, tin, cerium and / or lead,

Z6 означает кремний, алюминий, титан и/или цирконий,Z 6 means silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,

Z7 означает медь, серебро и/или золото,Z 7 means copper, silver and / or gold,

а'' означает число от 0,1 до 1,a '' means a number from 0.1 to 1,

b'' означает число от 0,2 до 2,b "means a number from 0.2 to 2,

с'' означает число от 3 до 10,c '' means a number from 3 to 10,

d'' означает число от 0,02 до 2,d "means a number from 0.02 to 2,

е'' означает число от 0,01 до 5, предпочтительно от 0,1 до 3,e "means a number from 0.01 to 5, preferably from 0.1 to 3,

f'' означает число от 0 до 5,f '' means a number from 0 to 5,

g'' означает число от 0 до 10,g '' means a number from 0 to 10,

h'' означает число от 0 до 1,h '' means a number from 0 to 1,

х'', у'' означают числа, определяемые валентностью и повторяемостью отличающихся от кислорода элементов в общей формуле (III),x '', y '' mean numbers determined by the valency and repeatability of the elements different from oxygen in the general formula (III),

р'', q'' означают числа, отношение которых (p''/q'') составляет от 0,1 до 5, предпочтительно от 0,5 до 2,p``, q '' mean numbers whose ratio (p`` / q '') is from 0.1 to 5, preferably from 0.5 to 2,

причем еще более предпочтительными являются полиметаллические оксидные массы общей формулы (III), в которых Z2b'' означает (W)b'' и Z212 означает (Mo)12.even more preferred are the polymetallic oxide masses of the general formula (III) in which Z 2 b ″ means (W) b ″ and Z 2 12 means (Mo) 12 .

Кроме того, предпочтительно, если по меньшей мере 25% мол. (предпочтительно по меньшей мере 50% мол., особенно предпочтительно 100% мол.) общего количества [Y1a'Y2b'Ox']p ([Bia''Z2b''Ox'']p'') в пригодных согласно изобретению полиметаллических оксидных массах общей формулы (II) (полиметаллических оксидных массах общей формулы (III)) присутствует в этих полиметаллических оксидных массах в виде трехмерных областей с химическим составом Y1a'Y2b'Ox' [Bia''Z2b''Ox''], отграниченных от обладающего другим составом локального окружающего материала, причем максимальный диаметр подобных трехмерных областей составляет от 1 нм до 100 мкм.In addition, it is preferable if at least 25 mol%. (preferably at least 50 mol%, particularly preferably 100 mol%) of the total amount of [Y 1 a ' Y 2 b' O x ' ] p ([Bi a'' Z 2 b'' O x'' ] p '' ) in the polymetallic oxide masses of the general formula (II) suitable according to the invention (polymetallic oxide masses of the general formula (III)) is present in these polymetallic oxide masses in the form of three-dimensional regions with the chemical composition Y 1 a ' Y 2 b' O x ' [ Bi a '' Z 2 b '' O x ''] , delineated by having different composition locally surrounding material, wherein the maximum diameter of such domains is about three-dimensional 1 nm to 100 microns.

Формование катализаторов с полиметаллическими оксидными массами общей формулы (II) осуществляют аналогично формованию катализаторов с полиметаллическими оксидными массами общей формулы (I).The formation of catalysts with polymetallic oxide masses of the general formula (II) is carried out similarly to the formation of catalysts with polymetallic oxide masses of the general formula (I).

Приготовление активных полиметаллических оксидных масс общей формулы (II) описано, например, в европейской заявке на патент ЕР-А 575897, а также в немецких заявках на патент DE-A 19855913, DE-A 10344149 и DE-A 10344264.The preparation of active polymetallic oxide masses of the general formula (II) is described, for example, in European patent application EP-A 575897, as well as in German patent applications DE-A 19855913, DE-A 10344149 and DE-A 10344264.

В качестве активной массы катализаторов, используемых по меньшей мере в одном стационарном слое катализаторов частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, согласно изобретению пригодны известные содержащие молибден и ванадий полиметаллические оксиды, которые используют для осуществления реакций данного типа.As the active mass of the catalysts used in at least one stationary bed of catalysts for partial oxidation of acrolein to acrylic acid, the known polymetallic oxides containing molybdenum and vanadium are used according to the invention, which are used for carrying out reactions of this type.

Подобные содержащие молибден и ванадий активные полиметаллические оксидные массы приведены, например, в заявках США на патент US-A 3775474, US-A 3954855, US-A 3893951 и US-A 4339355, европейской заявке на патент ЕР-А 614872, соответственно ЕР-А 1041062, или международной заявке WO 03/055835, соответственно WO 03/057653.Such active polymetallic oxide masses containing molybdenum and vanadium are shown, for example, in US patent applications US-A 3,775,474, US-A 3,954,855, US-A 3,893,951 and US-A 4,339,355, European patent application EP-A 614872, respectively EP- A 1041062, or international application WO 03/055835, respectively WO 03/057653.

Прежде всего пригодны также активные полиметаллические оксидные массы, предлагаемые в немецких заявках на патент DE-A 10325487 и DE-А 10325488.First of all, active polymetallic oxide masses are also suitable, which are proposed in German patent applications DE-A 10325487 and DE-A 10325488.

Кроме того, в качестве активных масс стационарных слоев катализаторов частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, осуществляемого в соответствии с особым вариантом предлагаемого в изобретении способа, пригодны полиметаллические оксидные массы, приведенные в европейской заявке на патент ЕР-А 427508, немецких заявках на патент DE-А 2909671, DE-C 3151805, DE-AS 2626887, DE-A 4302991, европейских заявках на патент ЕР-А 700893, ЕР-А 714700 и немецкой заявке на патент DE-A 19736105. В этой связи особенно предпочтительными являются активные массы, предлагаемые, например, в европейской заявке на патент ЕР-А 714700, а также в немецкой заявке на патент DE-А 19736105.In addition, as the active masses of the stationary layers of the catalysts for partial oxidation of acrolein to acrylic acid, carried out in accordance with a special variant of the method proposed in the invention, polymetallic oxide masses described in European patent application EP-A 427508, German patent applications DE- A 2909671, DE-C 3151805, DE-AS 2626887, DE-A 4302991, European patent applications EP-A 700893, EP-A 714700 and German patent application DE-A 19736105. In this regard, active masses are particularly preferred, offered, for example, in ev European Patent Application EP-A 714700, as well as German Patent Application DE-A 19736105.

Множество подобных содержащих молибден и висмут активных полиметаллоксидных масс обладают общей формулой (IV):Many such active polymetallic oxide masses containing molybdenum and bismuth possess the general formula (IV):

Figure 00000004
Figure 00000004

в которойwherein

X1 означает вольфрам, ниобий, тантал, хром и/или церий,X 1 means tungsten, niobium, tantalum, chromium and / or cerium,

X2 означает медь, никель, кобальт, железо, марганец и/или цинк,X 2 means copper, nickel, cobalt, iron, manganese and / or zinc,

X3 означает сурьму и/или висмут,X 3 means antimony and / or bismuth,

X4 означает один или несколько щелочных металлов,X 4 means one or more alkali metals,

X5 означает один или несколько щелочно-земельных металлов,X 5 means one or more alkaline earth metals,

X6 означает кремний, алюминий, титан и/или цирконий,X 6 means silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,

а означает число от 1 до 6,and means a number from 1 to 6,

b означает число от 0,2 до 4,b means a number from 0.2 to 4,

с означает число от 0,5 до 18,C means a number from 0.5 to 18,

d означает число от 0 до 40,d means a number from 0 to 40,

е означает число от 0 до 2,e means a number from 0 to 2,

f означает число от 0 до 4,f means a number from 0 to 4,

g означает число от 0 до 40 иg means a number from 0 to 40 and

n означает число, определяемое валентностью и повторяемостью отличающихся от кислорода элементов в общей формуле (IV).n means a number determined by the valency and repeatability of elements that are different from oxygen in the general formula (IV).

Согласно изобретению предпочтительными являются активные полиметаллические оксиды общей формулы (IV), в которойAccording to the invention, active polymetallic oxides of the general formula (IV) in which

X1 означает вольфрам, ниобий и/или хром,X 1 means tungsten, niobium and / or chromium,

X2 означает медь, никель, кобальт и/или железо,X 2 means copper, nickel, cobalt and / or iron,

X3 означает сурьму,X 3 means antimony

X4 означает натрий и/или калий,X 4 means sodium and / or potassium,

X5 означает кальций, стронций и/или барий,X 5 means calcium, strontium and / or barium,

X6 означает кремний, алюминий и/или титан,X 6 means silicon, aluminum and / or titanium,

а означает число от 1,5 до 5,and means a number from 1.5 to 5,

b означает число от 0,5 до 2,b means a number from 0.5 to 2,

с означает число от 0,5 до 3,C means a number from 0.5 to 3,

d означает число от 0 до 2,d means a number from 0 to 2,

е означает число от 0 до 0,2,e means a number from 0 to 0.2,

f означает число от 0 до 1 иf means a number from 0 to 1 and

n означает число, определяемое валентностью и повторяемостью отличающихся от кислорода элементов в общей формуле (IV).n means a number determined by the valency and repeatability of elements that are different from oxygen in the general formula (IV).

Согласно изобретению еще более предпочтительными полиметаллическими оксидами общей формулы (IV) являются те из них, которые обладают общей формулой (V):According to the invention, even more preferred polymetallic oxides of the general formula (IV) are those which possess the general formula (V):

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

в которойwherein

Y1 означает вольфрам и/или ниобий,Y 1 means tungsten and / or niobium,

Y2 означает медь и/или никель,Y 2 means copper and / or nickel,

Y5 означает кальций и/или стронций,Y 5 means calcium and / or strontium,

Y6 означает кремний и/или алюминий,Y 6 means silicon and / or aluminum,

а' означает число от 2 до 4,a 'means a number from 2 to 4,

b' означает число от 1 до 1,5,b 'means a number from 1 to 1.5,

с' означает число от 1 до 3,c 'means a number from 1 to 3,

f' означает число от 0 до 0,5,f 'means a number from 0 to 0.5,

g' означает число от 0 до 8 иg 'means a number from 0 to 8 and

n' означает число, определяемое валентностью и повторяемостью отличающихся от кислорода элементов в общей формуле (V).n 'means a number determined by the valency and repeatability of elements different from oxygen in the general formula (V).

Активные полиметаллические оксидные массы общей формулы (IV) могут быть получены известными методами, описанными, например, в немецкой заявке на патент DE-A 4335973 или европейской заявке на патент ЕР-А 714700. Однако согласно изобретению в качестве содержащих молибден и ванадий активных полиметаллических оксидных масс, предназначенных для частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, прежде всего пригодны также активные массы, предлагаемые в немецкой заявке на патент DE-A 10261186.Active polymetallic oxide masses of the general formula (IV) can be obtained by known methods described, for example, in German patent application DE-A 4335973 or European patent application EP-A 714700. However, according to the invention, active polymetallic oxide containing molybdenum and vanadium masses intended for the partial oxidation of acrolein to acrylic acid, the active masses proposed in the German patent application DE-A 10261186 are also particularly suitable.

В принципе подобные содержащие молибден и ванадий активные полиметаллические оксидные массы прежде всего общей формулы (IV) могут быть приготовлены простым методом, состоящим в том, что получают как можно более тщательно перемешанную, предпочтительно мелкодисперсную сухую смесь пригодных источников элементов, которая обладает соответствующим стехиометрическим составом, и подвергают ее прокаливанию при температуре от 350 до 600°С. Прокаливание можно осуществлять как в атмосфере инертного газа, так и в окисляющей атмосфере, например, такой как воздух (смесь инертного газа и кислорода), а также в восстанавливающей атмосфере (например, в смесях, состоящих из инертного газа и восстанавливающих газов, таких как водород, аммиак, монооксид углерода, метан и/или акролеин, или в указанных индивидуально используемых восстанавливающих газах). Продолжительность прокаливания может составлять от нескольких минут до нескольких часов, и обычно она тем короче, чем выше температура прокаливания. В качестве источников элементов, из которых состоят активные полиметаллические оксидные массы общей формулы (IV), можно использовать соединения, которые уже являются оксидами, и/или соединения, которые могут быть преобразованы в оксиды нагреванием, осуществляемым по меньшей мере в присутствии кислорода.In principle, such active polymetallic oxide masses containing molybdenum and vanadium, first of all of general formula (IV), can be prepared by a simple method, which consists in obtaining as thoroughly mixed as possible, preferably finely divided dry mixture of suitable sources of elements, which has the corresponding stoichiometric composition, and subjected to calcination at a temperature of from 350 to 600 ° C. Calcination can be carried out both in an inert gas atmosphere and in an oxidizing atmosphere, for example, such as air (a mixture of inert gas and oxygen), as well as in a reducing atmosphere (for example, in mixtures consisting of an inert gas and reducing gases, such as hydrogen , ammonia, carbon monoxide, methane and / or acrolein, or in said individually used reducing gases). The duration of the calcination can be from a few minutes to several hours, and usually it is shorter, the higher the calcination temperature. As sources of the elements that make up the active polymetallic oxide masses of the general formula (IV), compounds that are already oxides and / or compounds that can be converted to oxides by heating, at least in the presence of oxygen, can be used.

Тщательному перемешиванию могут быть подвергнуты исходные соединения для получения активных полиметаллических оксидных масс общей формулы (IV), находящиеся как в сухом, так и во влажном состоянии. В случае сухих исходных соединений их целесообразно использовать в виде мелкодисперсных порошков, а после перемешивания и при необходимости осуществляемого уплотнения подвергать прокаливанию. Однако тщательному перемешиванию предпочтительно подвергают влажные исходные соединения.The starting compounds can be thoroughly mixed to obtain active polymetallic oxide masses of the general formula (IV), both in dry and in wet condition. In the case of dry starting compounds, it is advisable to use them in the form of fine powders, and after stirring and, if necessary, carried out compaction, subjected to calcination. However, wet starting compounds are preferably mixed thoroughly.

При этом обычно смешивают друг с другом исходные соединения в виде водного раствора и/или суспензии. Особенно тщательно перемешанные подобным образом сухие смеси получают в том случае, если исходят из источников элементов, находящихся исключительно в растворенном состоянии. В качестве растворителя предпочтительно используют воду. Полученную водную массу сушат предпочтительно в распылительной сушилке при температуре на выходе, составляющей от 100 до 150°С.In this case, the starting compounds are usually mixed with each other in the form of an aqueous solution and / or suspension. Especially thoroughly mixed in this way dry mixtures are obtained if they come from sources of elements that are exclusively in a dissolved state. The solvent used is preferably water. The resulting water mass is preferably dried in a spray dryer at an outlet temperature of 100 to 150 ° C.

Содержащие молибден и ванадий активные полиметаллические оксидные массы прежде всего общей формулы (IV) можно использовать для частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, осуществляемого предлагаемым в изобретении способом, как в порошкообразном виде, так и в виде полученного формованием катализатора с определенными геометрическими параметрами, причем формование может быть осуществлено до или после прокаливания. Так, например, уплотнением находящейся в порошкообразном состоянии активной массы или соответствующей, не подвергнутой прокаливанию исходной массы, осуществляемым, например, методами таблетирования, экструзии или штранг-прессования, можно получить обладающие необходимой геометрической формой цельные катализаторы, причем уплотнение при необходимости можно осуществлять с добавлением вспомогательных средств, например, таких как графит или стеариновая кислота, используемых для улучшения скольжения и/или облегчения формования, и армирующих средств, таких как микроволокна из стекла, асбеста, карбида кремния или титаната калия. Пригодной геометрической форме цельных катализаторов соответствуют, например, сплошные или полые цилиндры с наружным диаметром и длиной, составляющими от 2 до 10 мм. Толщина стенок полых цилиндров в целесообразном варианте составляет от 1 до 3 мм. Цельный катализатор, очевидно, может обладать также формой шариков, диаметр которых может составлять от 2 до 10 мм.The active polymetallic oxide masses containing molybdenum and vanadium, primarily of the general formula (IV), can be used for partial oxidation of acrolein to acrylic acid, carried out by the method according to the invention, both in powder form and in the form of a catalyst obtained by molding with certain geometric parameters, and molding may be carried out before or after calcination. So, for example, by compaction of a powdered active mass or a corresponding, not calcined initial mass, carried out, for example, by tabletting, extrusion or extrusion, it is possible to obtain solid catalysts with the required geometric shape, and compaction can be carried out by adding auxiliary agents, for example, such as graphite or stearic acid, used to improve glide and / or ease molding, and reinforcing means such as microfibers of glass, asbestos, silicon carbide or potassium titanate. A suitable geometrical shape of the whole catalysts corresponds, for example, to solid or hollow cylinders with an outer diameter and a length of 2 to 10 mm. The wall thickness of the hollow cylinders is suitably from 1 to 3 mm. A solid catalyst, obviously, can also have the shape of balls, the diameter of which can be from 2 to 10 mm.

Формование порошкообразной активной массы или соответствующей, не подвергнутой прокаливанию порошкообразной исходной массы, очевидно, можно осуществлять также ее нанесением на формованный инертный носитель для катализаторов. Нанесение активной массы на формованные тела носителя с целью получения оболочечных катализаторов, как правило, осуществляют в пригодном вращающемся резервуаре, например, описанном в немецкой заявке на патент DE-A 2909671 или европейских заявках на патент ЕР-А 293859 и ЕР-А 714700.The formation of a powdered active mass or a corresponding, not calcined, powdered initial mass, obviously, can also be carried out by applying it to a molded inert support for catalysts. The application of the active mass on the molded body of the carrier in order to obtain shell catalysts, as a rule, is carried out in a suitable rotating reservoir, for example, described in German patent application DE-A 2909671 or European patent applications EP-A 293859 and EP-A 714700.

Наносимую на формованные тела носителя порошкообразную массу целесообразно подвергать увлажнению, а после нанесения сушке, например, горячим воздухом. Целесообразная толщина нанесенного на тела носителя слоя порошкообразной массы составляет от 10 до 1000 мкм, предпочтительно от 50 до 500 мкм и особенно предпочтительно от 150 до 250 мкм.It is advisable to wet the powder mass applied to the molded body of the carrier, and, after application, to dry, for example, with hot air. A suitable thickness of the powder mass layer deposited on the carrier body is from 10 to 1000 microns, preferably from 50 to 500 microns, and particularly preferably from 150 to 250 microns.

При этом материалами носителя могут быть обычные пористые или непористые оксиды алюминия, диоксид кремния, диоксид тория, диоксид циркония, карбид кремния или силикаты, такие как силикат магния или силикат алюминия. Телам носителя можно придать регулярную или нерегулярную форму, причем предпочтительными являются тела носителя регулярной формы, например, шарики или полые цилиндры с отчетливо выраженной шероховатостью поверхности. Пригодными являются обладающие шероховатой поверхностью, преимущественно непористые сферические тела носителя из стеатита диаметром от 1 до 10 мм (например, 8 мм), предпочтительно от 4 до 5 мм. Пригодными являются также тела носителя в виде цилиндров длиной от 2 до 10 мм и наружным диаметром от 4 до 10 мм. В случае, если согласно изобретению пригодными телами носителя являются кольца, кроме указанных параметров они характеризуются толщиной стенок, обычно составляющей от 1 до 4 мм. Предпочтительно используемые согласно изобретению кольцеобразные тела носителя обладают длиной от 3 до 6 мм, наружным диаметром от 4 до 8 мм и толщиной стенок от 1 до 2 мм. Согласно изобретению пригодными телами носителя прежде всего являются также кольца с размерами 7 мм × 3 мм × 4 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр). Толщину слоя каталитически активных оксидных масс, наносимых на поверхность тела носителя, очевидно, следует приводить в соответствие с необходимой толщиной оболочки (смотри европейскую заявку на патент ЕР-А 714700).The carrier materials may be conventional porous or non-porous aluminas, silicon dioxide, thorium dioxide, zirconia, silicon carbide or silicates such as magnesium silicate or aluminum silicate. The bodies of the carrier can be given a regular or irregular shape, with the carrier bodies of a regular shape, for example, balls or hollow cylinders with a distinct surface roughness, being preferred. Suitable are those having a rough surface, mainly non-porous spherical body of the carrier of steatite with a diameter of from 1 to 10 mm (for example, 8 mm), preferably from 4 to 5 mm. Suitable are also the body of the carrier in the form of cylinders with a length of 2 to 10 mm and an outer diameter of 4 to 10 mm. In the case where, according to the invention, suitable carrier bodies are rings, in addition to the indicated parameters, they are characterized by a wall thickness of usually 1 to 4 mm. Preferably used according to the invention, the annular body of the carrier have a length of from 3 to 6 mm, an outer diameter of from 4 to 8 mm and a wall thickness of from 1 to 2 mm. Suitable carrier bodies according to the invention are also primarily rings with dimensions of 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter). The thickness of the layer of catalytically active oxide masses deposited on the surface of the carrier body, obviously, should be brought into line with the required shell thickness (see European patent application EP-A 714700).

Кроме того, содержащими молибден и ванадий оптимальными активными полиметаллическими оксидными массами, предназначенными для частичного окисления акролеина в акриловую кислоту предлагаемым в изобретении способом, являются активные массы общей формулы (VI):In addition, containing molybdenum and vanadium, the optimal active polymetallic oxide masses intended for the partial oxidation of acrolein to acrylic acid by the method proposed in the invention are active masses of the general formula (VI):

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

в которойwherein

D означает Mo12Va''Z1b''Z2c''Z3d''Z4e''Z5f''Z6g''Ox'',D means Mo 12 V a '' Z 1 b '' Z 2 c '' Z 3 d '' Z 4 e '' Z 5 f '' Z 6 g '' O x '' ,

Е означает Z712Cuh''Hi''Cy'',E means Z 7 12 Cu h '' H i '' C y '' ,

Z1 означает вольфрам, ниобий, тантал, хром и/или церий,Z 1 means tungsten, niobium, tantalum, chromium and / or cerium,

Z2 означает медь, никель, кобальт, железо, марганец и/или цинк,Z 2 means copper, nickel, cobalt, iron, manganese and / or zinc,

Z3 означает сурьму и/или висмут,Z 3 means antimony and / or bismuth,

Z4 означает литий, натрий, калий, рубидий, цезий и/или водород,Z 4 means lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and / or hydrogen,

Z5 означает магний, кальций, стронций и/или барий,Z 5 means magnesium, calcium, strontium and / or barium,

Z6 означает кремний, алюминий, титан и/или цирконий,Z 6 means silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,

Z7 означает молибден, вольфрам, ванадий, ниобий и/или тантал,Z 7 means molybdenum, tungsten, vanadium, niobium and / or tantalum,

а'' означает число от 1 до 8,a '' means a number from 1 to 8,

b'' означает число от 0,2 до 5,b '' means a number from 0.2 to 5,

с'' означает число от 0 до 23,c '' means a number from 0 to 23,

d'' означает число от 0 до 50,d '' means a number from 0 to 50,

е'' означает число от 0 до 2,e '' means a number from 0 to 2,

f'' означает число от 0 до 5,f '' means a number from 0 to 5,

g'' означает число от 0 до 50,g '' means a number from 0 to 50,

h'' означает число от 4 до 30,h '' means a number from 4 to 30,

i'' означает число от 0 до 20,i '' means a number from 0 to 20,

х'', у'' означают числа, определяемые валентностью и повторяемостью отличающихся от кислорода элементов в общей формуле (VI), иx '', y '' mean numbers determined by the valency and repeatability of the elements different from oxygen in the general formula (VI), and

p, q означают отличающиеся от нуля числа, отношение которых (p/q) составляет от 160:1 до 1:1, которые могут быть получены отдельным формированием твердой тонкодисперсной полиметаллической оксидной массы (Е):p, q mean non-zero numbers, the ratio of which (p / q) is from 160: 1 to 1: 1, which can be obtained by separate formation of a solid finely divided polymetallic oxide mass (E):

Figure 00000007
Figure 00000007

(исходной массы 1) и последующим введением сформированной твердой исходной массы 1 (при соблюдении необходимого количественного отношения p к q) в водный раствор, водную суспензию или тонкодисперсную сухую стехиометрическую смесь (D):(initial mass 1) and the subsequent introduction of the formed solid initial mass 1 (subject to the required quantitative ratio p to q) in an aqueous solution, aqueous suspension or finely divided dry stoichiometric mixture (D):

Figure 00000008
Figure 00000008

источников молибдена, ванадия, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6 (исходную массу 2), при необходимости осуществляемой сушкой образующейся водной смеси и прокаливанием сухой исходной массы до или после ее сушки при температуре от 250 до 600°С, в результате чего получают катализатор с необходимыми геометрическими параметрами.sources of molybdenum, vanadium, Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z 5 , Z 6 (initial mass 2), if necessary, carried out by drying the resulting aqueous mixture and calcining the dry initial mass before or after drying at a temperature of from 250 to 600 ° C, resulting in a catalyst with the necessary geometric parameters.

При этом предпочтительными являются полиметаллические оксидные массы общей формулы (VI), полученные введением сформированной твердой исходной массы 1 в водную исходную массу 2, осуществляемым при температуре ниже 70°С. Приготовление катализаторов на основе полиметаллических оксидных масс общей формулы (VI) подробно рассмотрено, например, в европейской заявке на патент ЕР-А 668104 и немецких заявках на патент DE-A 19736105 и DE-A 19528646.In this case, polymetallic oxide masses of the general formula (VI) obtained by introducing the formed solid starting mass 1 into the aqueous starting mass 2, carried out at a temperature below 70 ° C, are preferred. The preparation of catalysts based on polymetallic oxide masses of the general formula (VI) is described in detail, for example, in European patent application EP-A 668104 and German patent applications DE-A 19736105 and DE-A 19528646.

Формование катализаторов на основе полиметаллических оксидных масс общей формулы (VI) осуществляют аналогично формованию катализаторов на основе полиметаллических оксидных масс общей формулы (IV).The formation of catalysts based on polymetallic oxide masses of the general formula (VI) is carried out similarly to the formation of catalysts based on polymetallic oxide masses of the general formula (IV).

Другими содержащими молибден и ванадий оптимальными активными полиметаллическими оксидными массами, подлежащими использованию для частичного окисления акролеина в акриловую кислоту предлагаемым в изобретении способом, являются активные массы общей формулы (VII):Other molybdenum and vanadium containing optimal active polymetallic oxide masses to be used for partial oxidation of acrolein to acrylic acid by the method of the invention are the active masses of the general formula (VII):

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

в которойwherein

А означает Mo12VaX1bX2cX3dX4eX5fX6gOx,And means Mo 12 V a X 1 b X 2 c X 3 d X 4 e X 5 f X 6 g O x ,

В означает X17CuhHiOy,B means X 1 7 Cu h H i O y ,

С означает X18SbjHkOz,C means X 1 8 Sb j H k O z ,

X1 означает вольфрам, ниобий, тантал, хром и/или цезий, предпочтительно вольфрам, ниобий и/или хром,X 1 means tungsten, niobium, tantalum, chromium and / or cesium, preferably tungsten, niobium and / or chromium,

X2 означает медь, никель, кобальт, железо, марганец и/или цинк, предпочтительно медь, никель, кобальт и/или железо,X 2 means copper, nickel, cobalt, iron, manganese and / or zinc, preferably copper, nickel, cobalt and / or iron,

X3 означает сурьму и/или висмут, предпочтительно сурьму,X 3 means antimony and / or bismuth, preferably antimony,

X4 означает литий, натрий, калий, рубидий, цезий и/или водород, предпочтительно натрий и/или калий,X 4 means lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and / or hydrogen, preferably sodium and / or potassium,

X5 означает магний, кальций, стронций и/или барий, предпочтительно кальций, стронций и/или барий,X 5 means magnesium, calcium, strontium and / or barium, preferably calcium, strontium and / or barium,

X6 означает кремний, алюминий, титан и/или цирконий, предпочтительно кремний, алюминий и/или титан,X 6 means silicon, aluminum, titanium and / or zirconium, preferably silicon, aluminum and / or titanium,

X7 означает молибден, вольфрам, ванадий, ниобий и/или тантал, предпочтительно молибден и/или вольфрам,X 7 means molybdenum, tungsten, vanadium, niobium and / or tantalum, preferably molybdenum and / or tungsten,

X8 означает медь, никель, цинк, кобальт, железо, кадмий, марганец, магний, кальций, стронций и/или барий, предпочтительно медь и/или цинк, особенно предпочтительно медь,X 8 is copper, nickel, zinc, cobalt, iron, cadmium, manganese, magnesium, calcium, strontium and / or barium, preferably copper and / or zinc, particularly preferably copper,

а означает число от 1 до 8, предпочтительно от 2 до 6,a means a number from 1 to 8, preferably from 2 to 6,

b означает число от 0,2 до 5, предпочтительно от 0,5 до 2,5,b means a number from 0.2 to 5, preferably from 0.5 to 2.5,

с означает число от 0 до 23, предпочтительно от 0 до 4,c means a number from 0 to 23, preferably from 0 to 4,

d означает число от 0 до 50, предпочтительно от 0 до 3,d means a number from 0 to 50, preferably from 0 to 3,

е означает число от 0 до 2, предпочтительно от 0 до 0,3,e means a number from 0 to 2, preferably from 0 to 0.3,

f означает число от 0 до 5, предпочтительно от 0 до 2,f means a number from 0 to 5, preferably from 0 to 2,

g означает число от 0 до 50, предпочтительно 0 до 20,g means a number from 0 to 50, preferably 0 to 20,

h означает число от 0,3 до 2,5, предпочтительно от 0,5 до 2, особенно предпочтительно от 0,75 до 1,5,h means a number from 0.3 to 2.5, preferably from 0.5 to 2, particularly preferably from 0.75 to 1.5,

i означает число от 0 до 2, предпочтительно от 0 до 1,i means a number from 0 to 2, preferably from 0 to 1,

j означает число от 0,1 до 50, предпочтительно от 0,2 до 20, особенно предпочтительно от 0,2 до 5,j means a number from 0.1 to 50, preferably from 0.2 to 20, particularly preferably from 0.2 to 5,

k означает число от 0 до 50, предпочтительно от 0 до 20, особенно предпочтительно от 0 до 12,k means a number from 0 to 50, preferably from 0 to 20, particularly preferably from 0 to 12,

х, у, z означают числа, определяемые валентностью и повторяемостью отличающихся от кислорода элементов в областях А, В, С,x, y, z mean numbers determined by the valency and repeatability of elements that differ from oxygen in regions A, B, C,

p, q означают положительные числа,p, q mean positive numbers,

r означает 0 или положительное число, предпочтительно положительное число, причем отношение p к (q+r) составляет от 20:1 до 1:20, предпочтительно от 5:1 до 1:14, особенно предпочтительно от 2:1 до 1:8, а при r, означающем положительное число, отношение q к r составляет от 20:1 до 1:20, предпочтительно от 4:1 до 1:4, особенно предпочтительно от 2:1 до 1:2 и еще более предпочтительно 1:1,r is 0 or a positive number, preferably a positive number, and the ratio of p to (q + r) is from 20: 1 to 1:20, preferably from 5: 1 to 1:14, particularly preferably from 2: 1 to 1: 8 and when r is a positive number, the ratio of q to r is from 20: 1 to 1:20, preferably from 4: 1 to 1: 4, particularly preferably from 2: 1 to 1: 2, and even more preferably 1: 1 ,

причем компонент [А]p содержится в активной массе общей формулы (VII) в виде трехмерных областей (фаз) А, обладающих химическим составом:moreover, component [A] p is contained in the active mass of the general formula (VII) in the form of three-dimensional regions (phases) A having a chemical composition:

Mo12VaX1bX2cX3dX4eX5fX6gOx,Mo 12 V a X 1 b X 2 c X 3 d X 4 e X 5 f X 6 g O x ,

компонент [B]q содержится в продукте общей формулы (VII) в виде трехмерных областей (фаз) В, обладающих химическим составом:component [B] q is contained in the product of the general formula (VII) in the form of three-dimensional regions (phases) B having a chemical composition:

X17CuhHiOy,X 1 7 Cu h H i O y ,

и компонент [С]r содержится в продукте общей формулы (VII) в виде трехмерных областей (фаз) С, обладающих химическим составом:and the component [C] r is contained in the product of the general formula (VII) in the form of three-dimensional regions (phases) C having a chemical composition:

X18SbjHkOz,X 1 8 Sb j H k O z ,

причем распределение областей А, В и при необходимости С друг в друге подобно распределению, характерному для смеси тонкодисперсного компонента А, тонкодисперсного компонента В и при необходимости тонкодисперсного компонента С, и причем все переменные параметры указанных областей должны быть подобраны таким образом, чтобы молярное содержание молибдена в общем количестве всех отличающихся от кислорода элементов активной полиэлементной оксидной массы общей формулы (VII) составляло от 20 до 80% мол., молярное отношение молибдена, содержащегося в каталитически активной полиэлементной оксидной массе общей формулы (VII), к содержащемуся в ней ванадию (Mo:V) составляло от 15:1 до 1:1, соответствующее молярное отношение молибдена к меди (Мо:Cu) составляло от 30:1 до 1:3 и соответствующее молярное отношение молибдена к суммарному количеству вольфрама и ниобия составляло от 80:1 до 1:4.moreover, the distribution of regions A, B and, if necessary, C in each other is similar to the distribution characteristic of a mixture of the finely dispersed component A, the finely dispersed component B and, if necessary, the finely dispersed component C, and wherein all the variable parameters of these regions must be selected so that the molar content of molybdenum in the total number of all elements of the active polyelement oxide mass of the general formula (VII) that are different from oxygen, was from 20 to 80 mol%, the molar ratio of molybdenum containing in the catalytically active polyelement oxide mass of the general formula (VII), the vanadium content (Mo: V) contained in it was from 15: 1 to 1: 1, the corresponding molar ratio of molybdenum to copper (Mo: Cu) was from 30: 1 to 1: 3 and the corresponding molar ratio of molybdenum to the total amount of tungsten and niobium was from 80: 1 to 1: 4.

В соответствии с изобретением предпочтительными активными полиэлементными оксидными массами общей формулы (VII) являются такие активные массы, области А которых характеризуются стехиометрическим составом общей формулы (VIII):In accordance with the invention, the preferred active polyelement oxide masses of the general formula (VII) are those active masses, regions A of which are characterized by the stoichiometric composition of the general formula (VIII):

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

в которойwherein

X1 означает вольфрам и/или ниобий,X 1 means tungsten and / or niobium,

X2 означает медь и/или никель,X 2 means copper and / or nickel,

X5 означает кальций и/или стронций,X 5 means calcium and / or strontium,

X6 означает кремний и/или алюминий,X 6 means silicon and / or aluminum,

а означает число от 2 до 6,and means a number from 2 to 6,

b означает число от 1 до 2,b means a number from 1 to 2,

с означает число от 1 до 3,c means a number from 1 to 3,

f означает число от 0 до 0,75,f means a number from 0 to 0.75,

g означает число от 0 до 10 иg means a number from 0 to 10 and

x означает число, определяемое валентностью и повторяемостью отличающихся от кислорода элементов а общей формуле (VIII).x means a number determined by the valency and repeatability of elements that are different from oxygen in general formula (VIII).

Термин «фаза» используют при рассмотрении активных многоэлементных оксидных масс общей формулы (VII) для обозначения трехмерных областей, химический состав которых отличается от химического состава окружающего их материала. Подобные фазы не обладают неизбежной рентгенографически обнаруживаемой однородностью. Фаза А, как правило, представляет собой непрерывную фазу, в которой диспергированы частицы фазы В и при необходимости фазы С.The term “phase” is used when considering active multi-element oxide masses of the general formula (VII) to denote three-dimensional regions whose chemical composition differs from the chemical composition of the material surrounding them. Such phases do not have the inevitable radiographically detectable uniformity. Phase A is typically a continuous phase in which particles of phase B and, if necessary, phase C are dispersed.

Тонкодисперсные фазы В и при необходимости фаза С предпочтительно состоят из частиц, наибольший диаметр которых, то есть проходящий через центр их тяжести наиболее длинный отрезок, соединяющий две находящиеся на их поверхности точки, составляет до 300 мкм, предпочтительно от 0,1 до 200 мкм, особенно предпочтительно от 0,5 до 50 мкм и еще более предпочтительно от 1 до 30 мкм. Однако пригодными являются также частицы, наибольший диаметр которых составляет от 10 до 80 мкм или от 75 до 125 мкм.The finely dispersed phases B and, if necessary, phase C preferably consist of particles whose largest diameter, that is, the longest segment passing through the center of gravity connecting the two points on their surface, is up to 300 microns, preferably from 0.1 to 200 microns, particularly preferably from 0.5 to 50 microns and even more preferably from 1 to 30 microns. However, particles are also suitable, the largest diameter of which is from 10 to 80 microns or from 75 to 125 microns.

В принципе фазы А, В и при необходимости фаза С, содержащиеся в активных многоэлементных оксидных массах общей формулы (VII), могут быть аморфными или кристаллическими.In principle, phases A, B and, if necessary, phase C contained in the active multi-element oxide masses of the general formula (VII) can be amorphous or crystalline.

Тщательно перемешанные сухие смеси, являющиеся основой активных многоэлементных оксидных масс общей формулы (VII) и подлежащие последующей термической обработке с целью превращения в активные массы, могут быть получены, например, методами, приведенными в международной заявке WO 02/24327, немецких заявках на патент DE-A 4405514, DE-A 4440891, DE-A 19528646, DE-A 19740493, европейской заявке на патент ЕР-А 756894, немецких заявках на патент DE-A 19815280, DE-A 19815278, европейской заявке на патент ЕР-А 774297, немецкой заявке на патент DE-A 19815281, европейской заявке на патент ЕР-А 668104 и немецкой заявке на патент DE-A 19736105.Thoroughly mixed dry mixtures, which are the basis of active multi-element oxide masses of the general formula (VII) and which are subject to subsequent heat treatment in order to be converted into active masses, can be obtained, for example, by the methods described in international application WO 02/24327, German patent applications DE -A 4405514, DE-A 4440891, DE-A 19528646, DE-A 19740493, European patent application EP-A 756894, German patent applications DE-A 19815280, DE-A 19815278, European patent application EP-A 774297 , German patent application DE-A 19815281, European patent application EP-A 668104 and German Patent Application DE-A 19736105 patent.

Основной принцип получения тщательно перемешанных сухих смесей, образующих после термической обработки активные многоэлементные оксидные массы общей формулы (VII), состоит в формировании по меньшей мере одной тонкодисперсной многоэлементной оксидной массы В (X17CuhHiOy) в качестве исходной массы 1 и при необходимости одной или нескольких тонкодисперсных полиэлементных оксидных масс С (X18SbjHkOz) в качестве исходной массы 2, осуществляемом независимо друг от друга или совместно, последующей реализации плотного контакта (тщательном смешивании) исходной массы 1 и при необходимости исходной массы 2 со смесью, содержащей находящиеся в соответствующем стехиометрическом соотношении источники элементарных компонентов полиэлементной оксидной массы АThe basic principle of obtaining carefully mixed dry mixtures that form active multielement oxide masses of the general formula (VII) after heat treatment is to form at least one finely divided multielement oxide mass B (X 1 7 Cu h H i O y ) as the initial mass 1 and optionally one or more fine oxide compositions polyelement C (X August 1 Sb j H k O z) in an initial mass of 2, carried out independently or together, followed by the implementation of tight junction (thoroughly mixed media Vania) the initial mass 1 and optionally the initial mass 2 with a mixture comprising being in a stoichiometric ratio corresponding to sources of the elemental constituents of multi element oxide mass A

Figure 00000011
Figure 00000011

(приводимые в контакт компоненты используют в необходимом согласно общей формуле (VII) количественном соотношении), и при необходимости осуществляемой сушке образующейся смеси тщательно перемешанных компонентов.(the contacted components are used in the required proportion according to the general formula (VII)) and, if necessary, the drying of the resulting mixture of carefully mixed components.

Плотный контакт (тщательное перемешивание) исходной массы 1, а также при необходимости исходной массы 2 со смесью, содержащей источники элементарных компонентов полиметаллической оксидной массы А (исходной массой 3), можно реализовать как сухим, так и мокрым методом. При использовании мокрого метода особое внимание следует уделять лишь тому, чтобы сформировавшиеся фазы (кристаллиты) В и при необходимости С не перешли в раствор. Подобное требование в случае водной среды обычно выполняют благодаря тому, что показатель pH не слишком сильно отличается от 7, а температура перемешивания не бывает слишком высокой. В случае реализации плотного контакта (тщательном перемешивании) компонентов мокрым методом в заключение обычно осуществляют сушку (например, в распылительной сушилке), приводящую к образованию тщательно перемешанной сухой смеси, которая согласно изобретению подлежит последующей термообработке. В случае сухого перемешивания подобная сухая масса образуется автоматически. Сформированные тонкодисперсная фаза В и при необходимости фаза С, очевидно, могут быть введены также в способную к пластической деформации смесь, содержащую источники элементов полиметаллической оксидной массы А, в соответствии с рекомендациями, содержащимися в немецкой заявке на патент DE-A 10046928. Реализовать плотный контакт компонентов исходной массы 1, а также при необходимости исходной массы 2 с источниками элементов многоэлементной оксидной массы А (исходной массой 3), очевидно, можно также методом, описанным в немецкой заявке на патент DE-А 19815281.Close contact (thorough mixing) of the initial mass 1, and also, if necessary, the initial mass 2 with a mixture containing sources of elementary components of polymetallic oxide mass A (initial mass 3), can be realized both by dry and wet methods. When using the wet method, special attention should be paid only to the fact that the formed phases (crystallites) B and, if necessary, C do not pass into the solution. A similar requirement in the case of an aqueous medium is usually fulfilled due to the fact that the pH is not too different from 7, and the stirring temperature is not too high. In the case of close contact (thorough mixing) of the components by the wet method, in conclusion, drying is usually carried out (for example, in a spray dryer), resulting in the formation of a thoroughly mixed dry mixture, which according to the invention is subject to subsequent heat treatment. In the case of dry mixing, such a dry mass is formed automatically. The formed fine phase B and, if necessary, phase C, obviously, can also be introduced into a plastic deformable mixture containing sources of polymetallic oxide mass elements A, in accordance with the recommendations contained in German patent application DE-A 10046928. Make tight contact components of the initial mass 1, as well as, if necessary, the initial mass 2 with sources of elements of the multi-element oxide mass A (initial mass 3), obviously, it is also possible by the method described in the German patent application DE-A 19815281.

Термообработку с целью получения активной массы и придания формы можно выполнить аналогично активным полиметаллическим оксидным массам общих формул (IV)-(VI).Heat treatment in order to obtain an active mass and shaping can be performed similarly to the active polymetallic oxide masses of the general formulas (IV) - (VI).

В общем случае катализаторы на основе активных полиметаллических оксидных масс общих формул (IV)-(VII) предпочтительно могут быть получены в соответствии с немецкой заявкой на патент DE-A 10325487, соответственно DE-A 10325488.In the General case, the catalysts based on active polymetallic oxide masses of General formulas (IV) to (VII) can preferably be obtained in accordance with German patent application DE-A 10325487, respectively DE-A 10325488.

В наиболее простом и целесообразном в производственно-техническом отношении варианте реакционную стадию превращения пропилена в акролеин (в системе реакторов окисления, используемых согласно предлагаемому в изобретении способу) на рассмотренных выше катализаторах, пригодных для использования в стационарном слое, можно реализовать в трубчатом реакторе с загруженным в него стационарным слоем катализатора, описанном, например, в европейской заявке на патент ЕР-А 700714, соответственно немецкой заявке на патент DE-A 4431949, или международных заявках WO 03/057653, WO 03/055835, WO 03/059857 и WO 03/076373.In the simplest and most technically feasible embodiment, the reaction stage of the conversion of propylene to acrolein (in the system of oxidation reactors used according to the method proposed in the invention) on the above catalysts suitable for use in a stationary layer can be implemented in a tubular reactor loaded with him stationary catalyst bed, described, for example, in European patent application EP-A 700714, respectively, German patent application DE-A 4431949, or international WO 03/057653, WO 03/055835, WO 03/059857 and WO 03/076373.

Следовательно, в наиболее простом (однозонном) варианте стационарный слой катализатора стандартным образом загружен в металлические трубки трубчатого реактора, вокруг которых перемещается термостатирующая среда, в качестве которой, как правило, используют солевой расплав. При этом солевой расплав (термостатирующая среда) и реакционная газовая смесь могут перемещаться относительно друг друга простым прямотоком или противотоком. Однако термостатирующая среда (солевой расплав) может перемещаться вокруг пучка труб также по извилистой траектории (если смотреть на реактор сверху), благодаря чему термостатирующая среда перемещается прямотоком или противотоком относительно направления течения реакционной газовой смеси по всему сечению реактора (если смотреть на него сверху). При этом объемный расход термостатирующей среды (теплоносителя) обычно рассчитывают таким образом, чтобы обусловленное экзотермичностью реакции повышение его температуры при перемещении от точки ввода в реактор до точки выхода из реактора составляло от 0 до 10°С, зачастую от 2 до 8°С, часто от 3 до 6°С. Температура теплоносителя на входе в трубчатый реактор, как правило, составляет от 250 до 450°С, зачастую от 300 до 400°С, соответственно от 300 до 380°С. В указанных температурных интервалах происходит изменение и соответствующей реакционной температуры. В качестве теплоносителя пригодны прежде всего жидкие термостатирующие среды. Особенно благоприятным является использование расплавов солей, таких как нитрат калия, нитрит калия, нитрит натрия и/или нитрат натрия, или легкоплавких металлов, таких как натрий, ртуть, а также сплавов различных металлов. Однако в качестве теплоносителя можно использовать также ионные жидкости.Therefore, in the simplest (single-zone) version, the stationary catalyst layer is loaded in a standard manner into the metal tubes of a tubular reactor, around which a thermostatic medium moves, which is usually used as a molten salt. In this case, the molten salt (thermostatic medium) and the reaction gas mixture can be moved relative to each other by a simple forward flow or countercurrent. However, the thermostatic medium (molten salt) can also move around the tube bundle along a winding path (if you look at the reactor from above), so that the thermostatic medium moves in direct or counterflow relative to the direction of the reaction gas mixture over the entire cross section of the reactor (if you look at it from above). In this case, the volumetric flow rate of a thermostatic medium (coolant) is usually calculated in such a way that the temperature increase due to the exothermicity of the reaction when moving from the point of entry into the reactor to the point of exit from the reactor is from 0 to 10 ° C, often from 2 to 8 ° C from 3 to 6 ° C. The temperature of the coolant at the inlet to the tubular reactor, as a rule, is from 250 to 450 ° C, often from 300 to 400 ° C, respectively, from 300 to 380 ° C. In the indicated temperature ranges, a change occurs in the corresponding reaction temperature. Suitable heat transfer media are primarily liquid thermostatic media. Especially favorable is the use of molten salts, such as potassium nitrate, potassium nitrite, sodium nitrite and / or sodium nitrate, or low-melting metals such as sodium, mercury, and alloys of various metals. However, ionic liquids can also be used as a heat carrier.

В целесообразном варианте исходную реакционную газовую смесь перед введением в стационарный слой катализатора нагревают до необходимой реакционной температуры.In a suitable embodiment, the initial reaction gas mixture is heated to the desired reaction temperature before being introduced into the stationary catalyst bed.

В соответствии с предлагаемым в изобретении способом предпочтительно осуществляют предварительное приготовление исходной реакционной газовой смеси, которую затем с помощью соответствующей системы распределения одновременно вводят по меньшей мере в две параллельно функционирующие системы реакторов окисления.In accordance with the method of the invention, it is preferable to pre-prepare the initial reaction gas mixture, which is then simultaneously introduced into at least two simultaneously operating oxidation reactor systems using an appropriate distribution system.

Частичное окисление пропилена в акролеин целесообразно осуществлять в двухзонном или многозонном трубчатом реакторе прежде всего в случае высокого заданного расхода пропилена через стационарный слой катализатора, составляющего, например, ≥130 нл/л·ч, ≥140 нл/л·ч, ≥150нл/л·ч или ≥160 нл/л·ч, однако, как правило, ≥600 нл/л·ч, зачастую ≥350 нл/л·ч, хотя указанную реакцию можно осуществлять и в однозонном трубчатом реакторе. Предпочтительный вариант конструкции двухзонного трубчатого реактора, который согласно изобретению можно использовать для указанной выше цели, приводится в немецкой заявке на патент DE-С 2830765. Однако пригодны также двухзонные трубчатые реакторы, предлагаемые в немецкой заявке на патент DE-C 2513405, заявке США на патент US-A 3147084, немецкой заявке на патент DE-A 2201528, европейской заявке на патент ЕР-А 383224 и немецкой заявке на патент DE-А 2903582. Соответствующая технология описана также в европейской заявке на патент ЕР-А 1106598.Partial oxidation of propylene to acrolein is expediently carried out in a two-zone or multi-zone tubular reactor, especially in the case of a high specified flow rate of propylene through a stationary catalyst bed of, for example, ≥130 nl / l · h, ≥140 nl / l · h, ≥150nl / l · H or ≥160 nl / l · h, however, as a rule, ≥600 nl / l · h, often ≥350 nl / l · h, although this reaction can also be carried out in a single-zone tubular reactor. A preferred embodiment of a dual-zone tubular reactor, which according to the invention can be used for the above purpose, is given in German patent application DE-C 2830765. However, dual-zone tubular reactors proposed in German patent application DE-C 2513405, US patent application are also suitable. US-A 3147084, German patent application DE-A 2201528, European patent application EP-A 383224 and German patent application DE-A 2903582. A corresponding technology is also described in European patent application EP-A 1106598.

Таким образом, в соответствии с простым вариантом по меньшей мере один стационарный слой подлежащего использованию катализатора согласно изобретению загружен стандартным образом в металлические трубки трубчатого реактора, вокруг которых перемещаются две преимущественно пространственно отделенные друг от друга термостатирующие среды, которыми, как правило, являются солевые расплавы. Реакционной зоной считают участок реактора с трубками, окруженными соответствующим солевым расплавом.Thus, in accordance with a simple embodiment, at least one stationary bed of the catalyst to be used according to the invention is loaded in a standard manner into the metal tubes of a tubular reactor, around which two mainly thermostatic media move, which are usually salt melts. The reaction zone is considered to be a reactor section with tubes surrounded by a corresponding salt melt.

Так, например, солевой расплав А предпочтительно обтекает трубки того участка реактора (реакционной зоны А), которому соответствует степень окислительного превращения пропилена (при его однократном пропускании) от 40 до 80% мол., в то время как солевой расплав В предпочтительно обтекает трубки того участка реактора (реакционной зоны В), которому соответствует дальнейшее окислительное превращение пропилена (при его однократном пропускании), степень которого, как правило, достигает по меньшей мере 93% мол. (к реакционным зонам А и В при необходимости могут примыкать дополнительные реакционные зоны с соблюдаемыми в них индивидуальными температурными режимами).So, for example, molten salt A preferably flows around the tubes of that section of the reactor (reaction zone A), which corresponds to the degree of oxidative conversion of propylene (when it is passed once) from 40 to 80 mol%, while salt melt B preferably flows around the pipes of section of the reactor (reaction zone B), which corresponds to the further oxidative conversion of propylene (when it is passed once), the degree of which, as a rule, reaches at least 93 mol%. (if necessary, additional reaction zones with individual temperature conditions observed in them can adjoin reaction zones A and B).

Солевой расплав в принципе может циркулировать внутри соответствующей температурной зоны аналогично однозонному варианту. Температура солевого расплава В на входе в реактор обычно превышает соответствующую температуру солевого расплава А на величину, составляющую по меньшей мере от 5 до 10°С. Температура солевых расплавов на входе может находиться, в частности, в рекомендуемом для однозонного варианта температурном интервале.The molten salt can, in principle, circulate inside the corresponding temperature zone, similarly to the single-zone variant. The temperature of the salt melt B at the inlet of the reactor usually exceeds the corresponding temperature of the salt melt A by a value of at least 5 to 10 ° C. The temperature of salt melts at the inlet can be, in particular, in the temperature range recommended for a single-zone variant.

В остальном технология двухзонного частичного окисления пропилена в акролеин при повышенном расходе исходного пропилена может быть реализована, например, в соответствии с немецкой заявкой на патент DE-А 10308836, европейской заявкой на патент ЕР-А 1106598, международной заявкой WO 01/36364 или немецкими заявками на патент DE-А 19927624, DE-A 19948523, DE-A 10313210, DE-A 10313213, DE-А 19948248.Otherwise, the technology of two-zone partial oxidation of propylene to acrolein at an increased consumption of initial propylene can be implemented, for example, in accordance with German patent application DE-A 10308836, European patent application EP-A 1106598, international application WO 01/36364 or German applications Patent DE-A 19927624, DE-A 19948523, DE-A 10313210, DE-A 10313213, DE-A 19948248.

Предлагаемый в изобретении способ в общем случае пригоден для частичного окисления пропилена в акролеин при расходе пропилена через стационарный слой катализатора, составляющем ≥70 нл/л·ч или ≥70 нл/л·ч, ≥90 нл/л·ч, ≥110 нл/л·ч, ≥130 нл/л·ч, ≥140 нл/л·ч, ≥160 нл/л·ч, ≥180 нл/л·ч, ≥240 нл/л·ч или ≥300 нл/л·ч, который, однако, обычно ограничивают значениями ≥600 нл/л·ч. Указанные данные в общем случае относятся к объему стационарного слоя катализатора за вычетом при необходимости совместно используемых участков стационарного слоя, состоящих только из инертного материала (исключая предусматриваемые настоящим изобретением иные случаи).The method according to the invention is generally suitable for partial oxidation of propylene to acrolein at a flow rate of propylene through a stationary catalyst bed of ≥70 nl / l · h or ≥70 nl / l · h, ≥90 nl / l · h, ≥110 nl / l · h, ≥130 nl / l · h, ≥140 nl / l · h, ≥160 nl / l · h, ≥180 nl / l · h, ≥240 nl / l · h or ≥300 nl / l · H, which, however, is usually limited to values ≥600 nl / l · h. These data generally relate to the volume of the stationary catalyst bed, minus, if necessary, the shared sections of the stationary layer, consisting only of inert material (except as otherwise provided by the present invention).

Согласно изобретению предпочтительно выбирают одинаковый расход пропилена по меньшей мере через две соответствующие параллельно функционирующие системы реакторов окисления.According to the invention, it is preferable to choose the same propylene flow rate through at least two corresponding in parallel functioning oxidation reactor systems.

Для приготовления по меньшей мере одного стационарного слоя катализатора частичного окисления пропилена в акролеин предлагаемым в изобретении способом можно использовать формованные тела катализатора, содержащие соответствующую активную полиметаллическую оксидную массу, или в основном гомогенные смеси подобных формованных тел и формованные тела, не содержащие активную полиметаллическую оксидную массу и обладающие преимущественно инертным поведением по отношению к гетерогенно катализируемому частичному парофазному окислению (выполненные из инертного материала разбавляющие формованные тела). Материалами подобных инертных формованных тел в принципе могут быть любые из веществ, пригодных также для использования в качестве материалов носителя оболочечных катализаторов синтеза акролеина из пропилена. Подобными пригодными веществами могут быть, например, пористые или непористые алюминийоксиды, диоксид кремния, диоксид тория, диоксид циркония, карбид кремния, силикаты, такие как силикат магния или силикат алюминия, или упомянутый выше стеатит (например, продукт Steatit С-220 фирмы CeramTec).For the preparation of at least one stationary catalyst bed of partial oxidation of propylene to acrolein by the method of the invention, molded catalyst bodies containing the corresponding active polymetallic oxide mass or substantially homogeneous mixtures of similar molded bodies and molded bodies not containing an active polymetallic oxide mass can be used and possessing a predominantly inert behavior with respect to a heterogeneously catalyzed partial vapor-phase oxidation (in complements of an inert diluent material molded body). The materials of such inert shaped bodies can, in principle, be any of the substances also suitable for use as carrier materials for shell catalysts for the synthesis of acrolein from propylene. Suitable suitable materials may be, for example, porous or non-porous aluminas, silica, thorium dioxide, zirconia, silicon carbide, silicates such as magnesium silicate or aluminum silicate, or the steatite mentioned above (for example, CeramTec Steatit C-220) .

Соответствующие инертные разбавляющие формованные тела в принципе могут обладать любыми геометрическими параметрами. То есть они могут являться, например, шариками, многогранниками, сплошными цилиндрами или кольцами. Предпочтительными являются инертные разбавляющие формованные тела, геометрические параметры которых аналогичны геометрическим параметрам разбавляемых ими формованных тел катализаторов одностадийного синтеза.Corresponding inert diluting molded bodies, in principle, can have any geometric parameters. That is, they can be, for example, balls, polyhedra, solid cylinders or rings. Preferred are inert diluent molded bodies, the geometric parameters of which are similar to the geometric parameters of the molded bodies of the one-step synthesis catalysts diluted by them.

Как правило, благоприятно, если активная масса, используемая для рассматриваемого частичного окисления пропилена в акролеин, обладает одинаковым химическим составом во всем объеме стационарного слоя катализатора. Следовательно, хотя используемая для отдельных формованных тел катализатора активная масса и может являться смесью разных полиметаллических оксидов, например, содержащих элементарные молибден и/или вольфрам, а также по меньшей мере один из элементов, выбранных из группы, включающей висмут, железо, сурьму, олово и медь, в этом случае для всех формованных тел стационарного слоя катализатора предпочтительно используют одинаковую смесь.As a rule, it is favorable if the active mass used for the partial oxidation of propylene to acrolein under consideration has the same chemical composition in the entire volume of the stationary catalyst layer. Therefore, although the active mass used for individual molded catalyst bodies can be a mixture of different polymetallic oxides, for example, containing elemental molybdenum and / or tungsten, as well as at least one of the elements selected from the group consisting of bismuth, iron, antimony, tin and copper, in which case the same mixture is preferably used for all molded bodies of the stationary catalyst bed.

Согласно изобретению по меньшей мере две рассматриваемые параллельно функционирующие системы реакторов окисления предпочтительно состоят из реакторов с одинаковым загруженным катализатором.According to the invention, the at least two parallel operating oxidation reactor systems are preferably composed of reactors with the same catalyst loaded.

При частичном окислении пропилена в акролеин отнесенная к единице объема активность внутри стационарного слоя катализатора в направлении течения исходной реакционной газовой смеси обычно возрастает предпочтительно непрерывно, резко или ступенчатым образом.In the partial oxidation of propylene to acrolein, the activity per unit volume within the stationary catalyst bed in the direction of flow of the initial reaction gas mixture usually preferably increases continuously, abruptly or stepwise.

При этом отнесенную к единице объема активность можно уменьшить простым методом, например, благодаря гомогенному разбавлению основного количества стандартным образом изготовленных формованных тел катализатора разбавляющими формованными телами. Чем выше содержание разбавляющих формованных тел, тем ниже содержание активной массы в определенном объеме стационарного слоя катализатора, соответственно его активность.At the same time, the activity per unit volume can be reduced by a simple method, for example, due to the homogeneous dilution of the bulk of standard molded catalyst bodies manufactured by diluting molded bodies. The higher the content of diluting molded bodies, the lower the content of active mass in a certain volume of the stationary catalyst layer, respectively, its activity.

Таким образом, управлять происходящим в направлении течения реакционной газовой смеси по меньшей мере однократным повышением активности, отнесенной к единице объема стационарного слоя катализатора, можно простым методом, например, благодаря тому, что засыпку начинают при высоком содержании инертных разбавляющих формованных тел в формованных телах катализатора данного типа, а затем высокое содержание разбавляющих формованных тел уменьшают в направлении течения либо непрерывно, либо резким (например, ступенчатым) по меньшей мере однократным или многократным сокращением. Повышение отнесенной к единице объема активности можно реализовать также, например, благодаря тому, что при сохраняемых неизменными геометрических параметрах формованных тел оболочечного катализатора и типа их активной массы увеличивают толщину нанесенного на соответствующий носитель слоя активной массы, или благодаря тому, что в смеси оболочечных катализаторов с одинаковыми геометрическими параметрами, но разным массовым содержанием активной массы, повышают долю формованных тел катализатора с более высоким массовым содержанием активной массы. В соответствии с другим вариантом можно также разбавлять сами активные массы, для чего, например, при их приготовлении в подлежащую прокаливанию сухую смесь исходных соединений вводят инертные материалы с разбавляющим действием, такие как сильно обожженный диоксид кремния. Варьирование добавляемого количества подобного разбавляющего материала обеспечивает соответствующее автоматическое изменение активности активной массы. Чем больше количество добавленного разбавляющего материала, тем ниже активность разбавленной им активной массы. Аналогичного эффекта можно достичь также, например, благодаря варьированию соотношения между содержащимися в соответствующих смесях цельными и оболочечными катализаторами с идентичными активными массами. Рассмотренные выше варианты, очевидно, можно использовать также комбинированно.Thus, it is possible to control what is happening in the direction of the flow of the reaction gas mixture by at least a one-time increase in activity per unit volume of the stationary catalyst layer, for example, due to the fact that backfilling is started at a high content of inert diluting molded bodies in the molded catalyst bodies of this type, and then the high content of diluting molded bodies is reduced in the direction of flow either continuously or abrupt (for example, stepwise) at least one multiple or multiple reduction. An increase in activity per unit volume of activity can also be realized, for example, due to the fact that, with the geometric parameters of the molded shell catalyst bodies being kept constant and the type of their active mass, the thickness of the active mass layer deposited on the respective support is increased, or because the mixture of shell catalysts with the same geometric parameters, but different mass contents of the active mass, increase the proportion of molded catalyst bodies with a higher mass content a effective mass. In another embodiment, the active masses themselves can also be diluted, for which, for example, when they are prepared, inert materials with a diluting action, such as heavily calcined silicon dioxide, are introduced into the dry mixture of the starting compounds to be calcined. Varying the added amount of such a diluting material provides a corresponding automatic change in the activity of the active mass. The greater the amount of dilution material added, the lower the activity of the active mass diluted by it. A similar effect can also be achieved, for example, by varying the ratio between the whole and shell catalysts contained in the respective mixtures with identical active masses. The options discussed above can obviously also be used in combination.

Частичное окисление пропилена в акролеин согласно изобретению, очевидно, можно осуществлять также в стационарном слое, состоящем из смеси катализаторов, которые содержат активную массу разного химического состава, а, следовательно, обладают разной активностью. Подобные смеси также можно разбавлять инертными формованными разбавляющими телами.Partial oxidation of propylene to acrolein according to the invention, obviously, can also be carried out in a stationary layer consisting of a mixture of catalysts that contain an active mass of different chemical composition, and, therefore, have different activity. Similar mixtures can also be diluted with inert molded diluent bodies.

Перед содержащими активную массу участками стационарного слоя катализатора, используемого для частичного окисления пропилена в акролеин предлагаемым в изобретении способом, и/или в дополнение к подобным участкам могут находиться насыпные слои, состоящие только из инертного материала (например, только из разбавляющих формованных тел). Подобные насыпные слои могут быть также нагреты до температуры стационарного слоя катализатора. При этом инертные насыпные слои могут состоять из разбавляющих формованных тел, геометрические параметры которых аналогичны геометрическим параметрам формованных тел катализатора, используемых для создания указанных выше содержащих активную массу участков. Однако разбавляющие формованные тела инертных насыпных слоев и формованные тела катализатора могут обладать также разными геометрическими параметрами (например, разбавляющие формованные тела могут быть сферическими, а не кольцеобразными).In front of the active mass sections of the stationary catalyst bed used for partial oxidation of propylene to acrolein by the method of the invention and / or in addition to such sections, bulk layers consisting of only inert material (for example, only diluting molded bodies) may be present. Such bulk layers can also be heated to the temperature of the stationary catalyst bed. In this case, inert bulk layers may consist of diluting molded bodies, the geometric parameters of which are similar to the geometric parameters of the molded catalyst bodies used to create the above-mentioned sites containing the active mass. However, diluting molded bodies of inert bulk layers and molded catalyst bodies may also have different geometric parameters (for example, diluting molded bodies can be spherical rather than ring-shaped).

Формованные тела, используемые для создания подобных инертных насыпных слоев, часто обладают формой колец с размерами 7 мм × 7 мм × 4 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр) или формой шариков диаметром от 4 до 5 мм.Molded bodies used to create such inert bulk layers often have ring shapes with dimensions of 7 mm × 7 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter) or the shape of balls with a diameter of 4 to 5 mm.

В соответствии с предлагаемым в изобретении способом содержащий активную массу участок стационарного слоя катализатора частичного окисления пропилена в акролеин нередко бывает структурирован в направлении течения реакционной газовой смеси следующим образом (согласно изобретению это предпочтительно относится ко всем из по меньшей мере двух предлагаемых в изобретении параллельно функционирующих систем реакторов окисления и выполнено одинаковым образом).In accordance with the method of the invention, the active mass portion of the stationary bed of a catalyst for partial oxidation of propylene to acrolein is often structured in the direction of flow of the reaction gas mixture as follows (according to the invention, this preferably applies to all of the at least two parallel operating reactor systems according to the invention oxidation and performed in the same way).

В начальной (первой) зоне содержащего активную массу участка стационарного слоя катализатора, длина которой составляет от 10 до 60%, предпочтительно от 10 до 50%, особенно предпочтительно от 20 до 40% и еще более предпочтительно от 25 до 35% от общей длины этого участка (то есть, например, от 0,70 до 1,50 м, предпочтительно от 0,90 до 1,20 м), находятся одна или две последовательно загруженные гомогенные смеси (с уменьшающейся степенью разбавления), состоящие из формованных тел катализатора и разбавляющих формованных тел (тела того и другого типа предпочтительно обладают в основном одинаковыми геометрическими параметрами), причем массовое содержание разбавляющих формованных тел (формованные тела катализатора и разбавляющие формованные тела, как правило, лишь незначительно отличаются друг от друга по плотности) обычно составляет от 5 до 40% масс, предпочтительно от 10 до 40% масс, или от 20 до 40% масс, и особенно предпочтительно от 25 до 35% масс. За первой зоной следует вторая зона, часто предпочтительно продолжающаяся до конца содержащего активную массу участка стационарного слоя катализатора (то есть длина второй зоны составляет, например, от 2,00 до 3,00 м, предпочтительно от 2,50 до 3,00 м), в которой находится либо незначительно разбавленный (подобно первой зоне) насыпной слой формованных тел катализатора, либо (в особенно предпочтительном варианте) неразбавленный насыпной слой формованных тел катализатора, аналогичных используемым в первой зоне.In the initial (first) zone of the active mass portion of the stationary catalyst bed, the length of which is from 10 to 60%, preferably from 10 to 50%, particularly preferably from 20 to 40%, and even more preferably from 25 to 35% of the total length of this section (that is, for example, from 0.70 to 1.50 m, preferably from 0.90 to 1.20 m), there are one or two sequentially loaded homogeneous mixture (with a decreasing degree of dilution), consisting of molded catalyst bodies and diluting molded bodies (bodies of both types are preferred o possess basically the same geometric parameters), and the mass content of diluting molded bodies (molded catalyst bodies and diluting molded bodies, as a rule, only slightly differ from each other in density) is usually from 5 to 40% of the mass, preferably from 10 to 40 % of the mass, or from 20 to 40% of the mass, and particularly preferably from 25 to 35% of the mass. The first zone is followed by a second zone, often preferably extending to the end of the active mass portion of the stationary catalyst bed (i.e., the length of the second zone is, for example, from 2.00 to 3.00 m, preferably from 2.50 to 3.00 m) in which there is either a slightly diluted (like the first zone) bulk layer of molded catalyst bodies, or (in a particularly preferred embodiment) an undiluted bulk layer of molded catalyst bodies similar to those used in the first zone.

Вышесказанное прежде всего относится к использованию стационарного слоя катализатора, содержащего в качестве формованных тел кольцеобразные цельные или оболочечные катализаторы (прежде всего те из них, которые указаны в настоящей заявке в качестве предпочтительных). В соответствии с предлагаемым в изобретении способом для описанного выше структурирования предпочтительно используют кольцеобразные формованные тела катализатора, соответственно носители, и кольцеобразные разбавляющие формованные тела, которые в основном обладают размерами 5 мм × 3 мм × 2 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр).The foregoing primarily relates to the use of a stationary catalyst bed containing ring shaped solid or shell catalysts as shaped bodies (especially those which are indicated in this application as preferred). In accordance with the method of the invention, ring-shaped molded catalyst bodies, respectively carriers, and ring-shaped diluting molded bodies, which are generally 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter), are preferably used for the structuring described above.

Вышесказанное относится также к случаю, если вместо инертных разбавляющих формованных тел используют формованные тела оболочечного катализатора, содержание активной массы в которых ниже ее содержания в находящихся в конце стационарного слоя формованных телах оболочечного катализатора на величину, составляющую от 2 до 15% масс.The above also applies to the case when instead of inert diluting molded bodies, molded shell catalyst bodies are used, the content of the active mass of which is lower than its content in the molded shell of the shell catalyst at the end of the stationary layer by 2 to 15% by weight.

Состоящий только из инертного материала насыпной слой, длина которого в целесообразном варианте составляет от 5% до 20% общей длины стационарного слоя катализатора, как правило, располагается перед стационарным слоем (в направлении потока реакционной газовой смеси). Слой инертного материала обычно используют в качестве зоны нагревания реакционной газовой смеси.A bulk layer consisting only of an inert material, the length of which in an appropriate embodiment is from 5% to 20% of the total length of the stationary catalyst layer, is usually located in front of the stationary layer (in the direction of flow of the reaction gas mixture). A layer of inert material is usually used as the heating zone of the reaction gas mixture.

Контактные трубки трубчатых реакторов, предназначенных для осуществления стадии частичного окисления пропилена в акролеин, обычно выполнены из ферритовой стали, и толщина их стенок в типичном случае составляет от 1 до 3 мм. Внутренний диаметр трубок, как правило, составляет от 20 до 30 мм, зачастую от 21 до 26 мм. Целесообразное в производственно-техническом отношении количество помещенных в трубчатый реактор контактных трубок составляет по меньшей мере 5000, предпочтительно по меньшей мере 10000. Количество контактных трубок в трубчатом реакторе нередко составляет от 15000 до 30000. Трубчатые реакторы с числом контактных трубок, превышающим 40000, для реализации указанной выше реакционной стадии используют лишь в порядке исключения. Контактные трубки обычно распределены внутри трубчатого реактора равномерно, причем распределение целесообразно выбрать таким образом, чтобы так называемый шаг контактных трубок (расстояние между центральными внутренними осями соседних контактных трубок) составлял от 35 до 45 мм (смотри, например, европейскую заявку на патент ЕР-В 468290).The contact tubes of tube reactors designed to carry out the partial oxidation of propylene to acrolein are typically made of ferrite steel, and their wall thicknesses typically range from 1 to 3 mm. The inner diameter of the tubes, as a rule, is from 20 to 30 mm, often from 21 to 26 mm. The production and technical value of the number of contact tubes placed in the tubular reactor is at least 5,000, preferably at least 10,000. The number of contact tubes in a tubular reactor is often from 15,000 to 30,000. Tubular reactors with more than 40,000 contact tubes for sale the above reaction step is used only as an exception. The contact tubes are usually evenly distributed inside the tubular reactor, and it is advisable to choose a distribution so that the so-called step of the contact tubes (the distance between the central internal axes of adjacent contact tubes) is from 35 to 45 mm (see, for example, European patent application EP-B 468290).

Стадию превращения акролеина в акриловую кислоту на известных катализаторах, пригодных для реализации этой реакции в стационарном слое, согласно наиболее простому и производственно-технически целесообразному варианту также можно осуществлять в трубчатом реакторе со стационарным слоем катализатора, описанном, например, в европейской заявке на патент ЕР-А 700893, соответственно немецкой заявке на патент DE-A 4431949 или в международных заявках WO 03/057653, WO 03/055835, WO 03/059857 или WO 03/076373.The step of converting acrolein to acrylic acid on known catalysts suitable for carrying out this reaction in a stationary layer, according to the simplest and most technically feasible option, can also be carried out in a tubular reactor with a stationary catalyst layer, described, for example, in the European patent application EP- A 700893, respectively, the German patent application DE-A 4431949 or in international applications WO 03/057653, WO 03/055835, WO 03/059857 or WO 03/076373.

Таким образом, в соответствии с наиболее простым (однозонным) вариантом стационарный слой катализатора загружен стандартным образом в металлические трубки трубчатого реактора, вокруг которых перемещается термостатирующая среда, которой, как правило, является солевой расплав. При этом солевой расплав (термостатирующая среда) и реакционная газовая смесь могут перемещаться относительно друг друга простым прямотоком или противотоком. Однако термостатирующая среда (солевой расплав) может перемещаться вокруг пучка труб также по извилистой траектории (если смотреть на реактор сверху), благодаря чему перемещение термостатирующей среды прямотоком или противотоком относительно направления течения реакционной газовой смеси происходит по всему сечению реактора (если смотреть на него сверху). При этом объемный расход термостатирующей среды (теплоносителя) обычно рассчитывают таким образом, чтобы обусловленное экзотермичностью реакции повышение его температуры при перемещении от точки ввода в реактор до точки выхода из реактора составляло от 0 до 10°С, зачастую от 2 до 8°С, часто от 3 до 6°С. Температура теплоносителя на входе в трубчатый реактор (в настоящем описании она соответствует температуре стационарного слоя катализатора), как правило, составляет от 220 до 350°С, зачастую от 245 до 285°С, соответственно от 245 до 265°С. В качестве теплоносителя пригодны прежде всего жидкие термостатирующие среды. Особенно благоприятным является использование расплавов солей, таких как нитрат калия, нитрит калия, нитрит натрия и/или нитрат натрия, или легкоплавких металлов, таких как натрий, ртуть, а также сплавов различных металлов. Однако в качестве теплоносителя можно использовать также ионные жидкости.Thus, in accordance with the simplest (single-zone) option, the stationary catalyst layer is loaded in a standard manner into the metal tubes of a tubular reactor, around which a thermostatic medium, which, as a rule, is a salt melt, moves. In this case, the molten salt (thermostatic medium) and the reaction gas mixture can be moved relative to each other by a simple forward flow or countercurrent. However, the thermostatic medium (molten salt) can also move around the tube bundle along a winding path (if you look at the reactor from above), due to which the thermostatic medium moves forward or counterflow relative to the direction of the reaction gas mixture flow over the entire cross section of the reactor (if you look at it from above) . In this case, the volumetric flow rate of a thermostatic medium (coolant) is usually calculated in such a way that the temperature increase due to the exothermicity of the reaction when moving from the point of entry into the reactor to the point of exit from the reactor is from 0 to 10 ° C, often from 2 to 8 ° C from 3 to 6 ° C. The temperature of the coolant at the inlet to the tubular reactor (in the present description, it corresponds to the temperature of the stationary catalyst bed), as a rule, is from 220 to 350 ° C, often from 245 to 285 ° C, respectively from 245 to 265 ° C. Suitable heat transfer media are primarily liquid thermostatic media. Especially favorable is the use of molten salts, such as potassium nitrate, potassium nitrite, sodium nitrite and / or sodium nitrate, or low-melting metals such as sodium, mercury, and alloys of various metals. However, ionic liquids can also be used as a heat carrier.

В целесообразном варианте исходную реакционную газовую смесь перед введением в стационарный слой катализатора нагревают до необходимой реакционной температуры.In a suitable embodiment, the initial reaction gas mixture is heated to the desired reaction temperature before being introduced into the stationary catalyst bed.

Частичное окисление акролеина в акриловую кислоту предлагаемым в изобретении способом целесообразно осуществлять в двухзонном или многозонном трубчатом реакторе прежде всего в случае высокого заданного расхода акролеина через стационарный слой катализатора, составляющего, например, ≥130 нл/л·ч или ≥140 нл/л·ч, однако, как правило, ≤350 нл/л·ч или ≤600 нл/л·ч, хотя указанную реакцию можно осуществлять и в однозонном трубчатом реакторе. Предпочтительный вариант исполнения двухзонного трубчатого реактора, который согласно изобретению можно использовать для указанной выше цели, приводится в немецкой заявке на патент DE-C 2830765. Однако пригодны также двухзонные трубчатые реакторы, предлагаемые в немецкой заявке на патент DE-С 2513405, заявке США на патент US-A 3147084, немецкой заявке на патент DE-A 2201528, европейской заявке на патент ЕР-А 383224 и немецкой заявке на патент DE-A 2903582.Partial oxidation of acrolein to acrylic acid by the method proposed in the invention is expediently carried out in a two-zone or multi-zone tubular reactor, especially in the case of a high specified flow rate of acrolein through a stationary catalyst bed, for example, ≥130 nl / l · h or ≥140 nl / l · h however, as a rule, ≤350 nl / l · h or ≤600 nl / l · h, although this reaction can also be carried out in a single-zone tubular reactor. A preferred embodiment of a dual-zone tubular reactor, which according to the invention can be used for the above purpose, is given in German patent application DE-C 2830765. However, dual-zone tubular reactors proposed in German patent application DE-C 2513405, US patent application are also suitable. US-A 3147084, German patent application DE-A 2201528, European patent application EP-A 383224 and German patent application DE-A 2903582.

Таким образом, в соответствии с простым вариантом по меньшей мере один стационарный слой подлежащего использованию согласно изобретению катализатора стандартным образом загружен в металлические трубки трубчатого реактора, вокруг которых перемещаются две преимущественно пространственно отделенные друг от друга термостатирующие среды, в качестве которых, как правило, используют солевые расплавы. Реакционной зоной является участок реактора с трубками, окруженными соответствующим солевым расплавом.Thus, in accordance with a simple embodiment, at least one stationary bed of the catalyst to be used according to the invention is loaded in a standard manner into the metal tubes of a tubular reactor, around which two mainly thermostatic media move, which are usually saline melts. The reaction zone is a section of the reactor with tubes surrounded by a corresponding salt melt.

Так, например, солевой расплав С предпочтительно обтекает трубки того участка реактора (реакционной зоны С), которому соответствует степень окислительного превращения акролеина (при его однократном пропускании) от 55 до 85% мол., в то время как солевой расплав D предпочтительно обтекает трубки того участка реактора (реакционной зоны D), которому соответствует дальнейшее окислительное превращение акролеина (при его однократном пропускании), степень которого, как правило, достигает по меньшей мере 90% мол. (к реакционным зонам С и D при необходимости могут примыкать дополнительные реакционные зоны с соблюдаемыми в них индивидуальными температурными режимами).So, for example, molten salt C preferably flows around the tubes of that section of the reactor (reaction zone C), which corresponds to the oxidative conversion of acrolein (when it is passed once) from 55 to 85 mol%, while salt melt D preferably flows around the tubes of section of the reactor (reaction zone D), which corresponds to the further oxidative conversion of acrolein (when it is passed once), the degree of which, as a rule, reaches at least 90 mol%. (if necessary, additional reaction zones with the individual temperature conditions observed in them can adjoin reaction zones C and D).

Солевой расплав в принципе может циркулировать внутри соответствующей температурной зоны аналогично однозонному варианту. Температура солевого расплава D на входе в реактор обычно превышает соответствующую температуру солевого расплава С на величину, составляющую по меньшей мере от 5 до 10°С. Температура солевых расплавов на входе может находиться, в частности, в рекомендуемом для однозонного варианта температурном интервале.The molten salt can, in principle, circulate inside the corresponding temperature zone, similarly to the single-zone variant. The temperature of the molten salt D at the inlet to the reactor usually exceeds the corresponding temperature of the molten salt C by a value of at least 5 to 10 ° C. The temperature of salt melts at the inlet can be, in particular, in the temperature range recommended for a single-zone variant.

В остальном технология двухзонного частичного окисления акролеина в акриловую кислоту при повышенном расходе исходного акролеина может быть реализована, например, в соответствии с немецкой заявкой на патент DE-A 19948523, европейской заявкой на патент ЕР-А 1106598 или немецкой заявкой на патент DE-A 19948248.Otherwise, the technology of two-zone partial oxidation of acrolein to acrylic acid with increased consumption of the initial acrolein can be implemented, for example, in accordance with German patent application DE-A 19948523, European patent application EP-A 1106598 or German patent application DE-A 19948248 .

Следовательно, предлагаемый в изобретении способ пригоден для осуществления частичного окисления акролеина в акриловую кислоту при его расходе через стационарный слой катализатора, составляющем ≤70 нл/л·ч или ≥70 нл/л·ч, ≥90 нл/л·ч, ≥110 нл/л·ч, ≥130 нл/л·ч, ≥180 нл/л·ч, ≥240 нл/л·ч, ≥300 нл/л·ч, однако обычно ограниченном значениями ≤600 нл/л·ч. Указанные данные в общем случае относятся к объему стационарного слоя катализатора за вычетом при необходимости совместно используемых участков, состоящих только из инертного материала.Therefore, the method of the invention is suitable for partial oxidation of acrolein to acrylic acid when it is consumed through a stationary catalyst bed of ≤70 nl / l · h or ≥70 nl / l · h, ≥90 nl / l · h, ≥110 nl / l · h, ≥130 nl / l · h, ≥180 nl / l · h, ≥240 nl / l · h, ≥300 nl / l · h, but usually limited to ≤600 nl / l · h. These data generally relate to the volume of the stationary catalyst bed minus, if necessary, shared areas consisting only of inert material.

Для приготовления по меньшей мере одного стационарного слоя катализатора, предназначенного для осуществления частичного окисления акролеина в акриловую кислоту предлагаемым в изобретении способом, можно использовать формованные тела катализатора, содержащие соответствующую активную полиметаллическую оксидную массу, или в основном гомогенные смеси формованных тел катализатора, содержащих активную полиметаллическую оксидную массу, и формованные тела, не содержащие активную полиметаллическую оксидную массу, с преимущественно инертным поведением по отношению к гетерогенно катализируемому частичному парофазному окислению (выполненные из инертного материала разбавляющие формованные тела). Материалами подобных инертных формованных тел в принципе могут быть любые из веществ, пригодных также для использования в качестве материалов носителя оболочечных катализаторов превращения акролеина в акриловую кислоту. Подобными пригодными веществами могут быть, например, пористые или непористые алюминийоксиды, диоксид кремния, диоксид тория, диоксид циркония, карбид кремния, силикаты, такие как силикат магния или силикат алюминия, или упомянутый выше стеатит (например, продукт Steatit С-220 фирмы CeramTec).To prepare at least one stationary catalyst bed intended for partial oxidation of acrolein to acrylic acid by the method of the invention, molded catalyst bodies containing the corresponding active polymetallic oxide mass or substantially homogeneous mixtures of molded catalyst bodies containing active polymetallic oxide can be used mass, and molded bodies that do not contain active polymetallic oxide mass, with predominantly inert nym behavior relative to a heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation (made of inert diluent material molded body). The materials of such inert shaped bodies can, in principle, be any of the substances also suitable for use as carrier materials for shell catalysts for converting acrolein to acrylic acid. Suitable suitable materials may be, for example, porous or non-porous aluminas, silica, thorium dioxide, zirconia, silicon carbide, silicates such as magnesium silicate or aluminum silicate, or the steatite mentioned above (for example, CeramTec Steatit C-220) .

Соответствующие инертные разбавляющие формованные тела в принципе могут обладать любыми геометрическими параметрами. То есть они могут являться, например, шариками, многогранниками, сплошными цилиндрами или кольцами. Согласно изобретению предпочтительными являются инертные разбавляющие формованные тела, геометрические параметры которых аналогичны геометрическим параметрам разбавляемых ими формованных тел катализаторов.Corresponding inert diluting molded bodies, in principle, can have any geometric parameters. That is, they can be, for example, balls, polyhedra, solid cylinders or rings. According to the invention, inert diluting molded bodies are preferred whose geometric parameters are similar to those of the molded catalyst bodies diluted by them.

Как правило, благоприятно, если активная масса, используемая для рассматриваемого частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, обладает одинаковым химическим составом во всем объеме стационарного слоя катализатора. Следовательно, хотя используемая для отдельных формованных тел катализатора активная масса и может являться смесью разных полиметаллических оксидов, например, содержащих элементарные молибден и/или вольфрам, в этом случае для всех формованных тел стационарного слоя катализатора предпочтительно используют одинаковую смесь.As a rule, it is favorable if the active mass used for the partial oxidation of acrolein to acrylic acid under consideration has the same chemical composition in the entire volume of the stationary catalyst layer. Therefore, although the active mass used for individual molded catalyst bodies may be a mixture of different polymetallic oxides, for example, containing elemental molybdenum and / or tungsten, in this case, for all molded bodies of the stationary catalyst layer, the same mixture is preferably used.

При частичном окислении акролеина в акриловую кислоту отнесенная к единице объема активность внутри стационарного слоя катализатора в направлении течения исходной реакционной газовой смеси обычно предпочтительно непрерывно, резко или ступенчатым образом повышается.In the partial oxidation of acrolein to acrylic acid, the activity per unit volume within the stationary catalyst bed in the direction of flow of the initial reaction gas mixture is usually preferably continuously, sharply or stepwise increased.

При этом отнесенную к единице объема активность можно уменьшить простым методом, например, благодаря гомогенному разбавлению основного количества стандартным образом изготовленных формованных тел катализатора разбавляющими формованными телами. Чем выше содержание разбавляющих формованных тел, тем ниже содержание активной массы в определенном объеме стационарного слоя катализатора, соответственно его активность.At the same time, the activity per unit volume can be reduced by a simple method, for example, due to the homogeneous dilution of the bulk of standard molded catalyst bodies manufactured by diluting molded bodies. The higher the content of diluting molded bodies, the lower the content of active mass in a certain volume of the stationary catalyst layer, respectively, its activity.

Таким образом, при реализуемом согласно изобретению частичном окислении акролеина в акриловую кислоту управлять по меньшей мере однократным повышением активности, отнесенной к единице объема стационарного слоя катализатора, происходящим в направлении течения реакционной газовой смеси, можно простым методом, например, благодаря тому, что засыпку начинают при высоком содержании инертных разбавляющих формованных тел в формованных телах катализатора данного типа, а затем высокое содержание разбавляющих формованных тел уменьшают в направлении течения либо непрерывно, либо резким (например, ступенчатым) по меньшей мере однократным или многократным сокращением. Повышение отнесенной к единице объема активности можно реализовать также, например, благодаря тому, что при сохраняемых неизменными геометрических параметрах формованных тел оболочечного катализатора и типа их активной массы увеличивают толщину нанесенного на соответствующий носитель слоя активной массы, или благодаря тому, что в смеси оболочечных катализаторов с одинаковыми геометрическими параметрами, но разным массовым содержанием активной массы, повышают долю формованных тел катализатора с более высоким массовым содержанием активной массы. В соответствии с другим вариантом можно также разбавлять сами активные массы, для чего, например, при их приготовлении в подлежащую прокаливанию сухую смесь исходных соединений вводят инертные материалы с разбавляющим действием, такие как сильно обожженный диоксид кремния. Варьирование добавляемого количества подобного разбавляющего материала обеспечивает соответствующее автоматическое изменение активности активной массы. Чем больше количество добавленного разбавляющего материала, тем ниже активность разбавленной им активной массы. Аналогичного эффекта можно достичь также, например, благодаря варьированию соотношения между цельными и оболочечными катализаторами с идентичными активными массами в соответствующих смесях. Рассмотренные выше варианты, очевидно, можно использовать также комбинированно.Thus, in the case of partial oxidation of acrolein to acrylic acid according to the invention, it is possible to control at least a one-time increase in activity per unit volume of the stationary catalyst bed in the direction of the reaction gas mixture flow, by a simple method, for example, due to the fact that backfilling starts with the high content of inert diluting molded bodies in the molded catalyst bodies of this type, and then the high content of diluting molded bodies is reduced by the flow is either continuous or abrupt (for example, stepwise) at least once or multiple reduction. An increase in activity per unit volume of activity can also be realized, for example, due to the fact that, with the geometric parameters of the molded shell catalyst bodies being kept constant and the type of their active mass, the thickness of the active mass layer deposited on the respective support is increased, or because the mixture of shell catalysts with the same geometric parameters, but different mass contents of the active mass, increase the proportion of molded catalyst bodies with a higher mass content a effective mass. In another embodiment, the active masses themselves can also be diluted, for which, for example, when they are prepared, inert materials with a diluting action, such as heavily calcined silicon dioxide, are introduced into the dry mixture of the starting compounds to be calcined. Varying the added amount of such a diluting material provides a corresponding automatic change in the activity of the active mass. The greater the amount of dilution material added, the lower the activity of the active mass diluted by it. A similar effect can also be achieved, for example, by varying the ratio between solid and shell catalysts with identical active masses in the respective mixtures. The options discussed above can obviously also be used in combination.

Частичное окисление акролеина в акриловую кислоту согласно изобретению, очевидно, можно осуществлять также в стационарном слое, состоящем из смеси катализаторов, которые содержат активную массу разного химического состава, а, следовательно, обладают разной активностью. Подобные смеси также можно разбавлять инертными формованными разбавляющими телами.The partial oxidation of acrolein to acrylic acid according to the invention, obviously, can also be carried out in a stationary layer consisting of a mixture of catalysts that contain an active mass of different chemical composition, and, therefore, have different activity. Similar mixtures can also be diluted with inert molded diluent bodies.

Перед содержащими активную массу участками стационарного слоя катализатора и/или в дополнение к подобным участкам могут находиться насыпные слои, состоящие только из инертного материала (например, только из разбавляющих формованных тел). Подобные насыпные слои могут быть также нагреты до температуры стационарного слоя катализатора.In front of the active mass sections of the stationary catalyst bed and / or in addition to such sections, bulk layers can be present which consist only of an inert material (for example, only diluting molded bodies). Such bulk layers can also be heated to the temperature of the stationary catalyst bed.

При этом инертные насыпные слои могут состоять из разбавляющих формованных тел, геометрические параметры которых аналогичны геометрическим параметрам формованных тел катализатора, используемых для создания указанных выше содержащих активную массу участков. Однако разбавляющие формованные тела инертных насыпных слоев и формованные тела катализатора могут обладать также разными геометрическими параметрами (например, разбавляющие формованные тела могут быть сферическими, а не кольцеобразными).In this case, inert bulk layers may consist of diluting molded bodies, the geometric parameters of which are similar to the geometric parameters of the molded catalyst bodies used to create the above-mentioned sites containing the active mass. However, diluting molded bodies of inert bulk layers and molded catalyst bodies may also have different geometric parameters (for example, diluting molded bodies can be spherical rather than ring-shaped).

Формованные тела, используемые для создания подобных инертных насыпных слоев, часто обладают формой колец с размерами 7 мм × 7 мм × 4 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр) или формой шариков диаметром от 4 до 5 мм.Molded bodies used to create such inert bulk layers often have ring shapes with dimensions of 7 mm × 7 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter) or the shape of balls with a diameter of 4 to 5 mm.

В соответствии с предлагаемым в изобретении способом содержащий активную массу участок стационарного слоя катализатора частичного окисления акролеина в акриловую кислоту нередко бывает структурирован в направлении течения реакционной газовой смеси следующим образом (согласно изобретению это предпочтительно относится ко всем из по меньшей мере двух предлагаемых в изобретении параллельно функционирующих систем реакторов окисления и выполнено одинаковым образом).In accordance with the method of the invention, the active mass-containing portion of the stationary bed of the catalyst for partial oxidation of acrolein to acrylic acid is often structured in the direction of flow of the reaction gas mixture as follows (according to the invention, this preferably applies to all of the at least two parallel operating systems of the invention oxidation reactors and performed in the same way).

В начальной (первой) зоне содержащего активную массу участка стационарного слоя катализатора, длина которой составляет от 10 до 50%, предпочтительно от 20 до 40%, особенно предпочтительно от 25 до 35% и еще более предпочтительно от 25 до 35% от общей длины этого участка (то есть, например, от 0,70 до 1,50 м, предпочтительно от 0,90 до 1,20 м), находятся одна или две последовательно загруженные гомогенные смеси (с уменьшающейся степенью разбавления), состоящие из формованных тел катализатора и разбавляющих формованных тел (тела того и другого типа предпочтительно обладают в основном одинаковыми геометрическими параметрами), причем массовое содержание разбавляющих формованных тел (формованные тела катализатора и разбавляющие формованные тела, как правило, лишь незначительно отличаются друг от друга по плотности) обычно составляет от 10 до 50% масс., предпочтительно от 20 до 45% масс. и особенно предпочтительно от 25 до 35% масс. За первой зоной следует вторая зона, часто предпочтительно продолжающаяся до конца содержащего активную массу участка стационарного слоя катализатора (то есть длина второй зоны составляет, например, от 2,00 до 3,00 м, предпочтительно от 2,50 до 3,00 м), в которой находится либо незначительно разбавленный (подобно первой зоне, соответственно двум первым зонам) насыпной слой формованных тел катализатора, либо, еще более предпочтительно, неразбавленный насыпной слой формованных тел катализатора, аналогичных используемым в первой зоне, соответственно в двух первых зонах.In the initial (first) zone of the active mass portion of the stationary catalyst bed, the length of which is from 10 to 50%, preferably from 20 to 40%, particularly preferably from 25 to 35%, and even more preferably from 25 to 35% of the total length of this section (that is, for example, from 0.70 to 1.50 m, preferably from 0.90 to 1.20 m), there are one or two sequentially loaded homogeneous mixture (with a decreasing degree of dilution), consisting of molded catalyst bodies and diluting molded bodies (bodies of both types are preferred o possess basically the same geometric parameters), and the mass content of diluting molded bodies (molded catalyst bodies and diluting molded bodies, as a rule, only slightly differ from each other in density) is usually from 10 to 50% by weight, preferably from 20 to 45% of the mass. and particularly preferably from 25 to 35% of the mass. The first zone is followed by a second zone, often preferably extending to the end of the active mass portion of the stationary catalyst bed (i.e., the length of the second zone is, for example, from 2.00 to 3.00 m, preferably from 2.50 to 3.00 m) in which there is either a slightly diluted (like the first zone, respectively two first zones) bulk layer of molded catalyst bodies, or, even more preferably, an undiluted bulk layer of molded catalyst bodies similar to those used in the first zone, respectively but in the first two zones.

Вышесказанное прежде всего относится к использованию стационарного слоя катализатора, содержащего в качестве формованных тел кольцеобразные или сферические оболочечные катализаторы (прежде всего те из них, которые в соответствии с настоящей заявкой являются предпочтительными для частичного окисления акролеина в акриловую кислоту). В соответствии с предлагаемым в изобретении способом частичного окисления акролеина в акриловую кислоту для описанного выше структурирования предпочтительно используют кольцеобразные формованные тела катализатора, соответственно носители, и кольцеобразные разбавляющие формованные тела, которые в основном обладают размерами 7 мм × 3 мм × 4 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр).The foregoing primarily relates to the use of a stationary catalyst layer containing ring-shaped or spherical shell catalysts as molded bodies (especially those which, in accordance with this application, are preferred for the partial oxidation of acrolein to acrylic acid). In accordance with the method of partial oxidation of acrolein to acrylic acid according to the invention, ring-shaped molded catalyst bodies or carriers, and ring-shaped diluting molded bodies, which are generally 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter).

Вышесказанное относится также к случаю, если вместо инертных разбавляющих формованных тел используют формованные тела оболочечного катализатора, содержание активной массы в которых ниже ее содержания в находящихся в конце стационарного слоя формованных телах оболочечного катализатора на величину, составляющую от 2 до 15% масс.The above also applies to the case when instead of inert diluting molded bodies, molded shell catalyst bodies are used, the content of the active mass of which is lower than its content in the molded shell of the shell catalyst at the end of the stationary layer by 2 to 15% by weight.

Состоящий только из инертного материала насыпной слой, длина которого в целесообразном варианте составляет от 5% до 20% общей длины используемого для частичного окисления акролеина стационарного слоя катализатора,, как правило, располагается перед стационарным слоем (в направлении потока реакционной газовой смеси). Слой инертного материала обычно используют в качестве зоны нагревания реакционной газовой смеси.A bulk layer consisting only of an inert material, the length of which in an appropriate embodiment is from 5% to 20% of the total length of the stationary catalyst layer used for partial oxidation of acrolein, is usually located in front of the stationary layer (in the direction of flow of the reaction gas mixture). A layer of inert material is usually used as the heating zone of the reaction gas mixture.

Контактные трубки трубчатых реакторов, используемых на стадии осуществляемого согласно изобретению частичного окисления акролеина, обычно выполнены из ферритовой стали, и толщина их стенок в типичном случае составляет от 1 до 3 мм. Внутренний диаметр трубок, как правило, составляет от 20 до 30 мм, зачастую от 21 до 26 мм. Целесообразное в производственно-техническом отношении количество контактных трубок, помещенных в трубчатый реактор, составляет по меньшей мере 5000, предпочтительно по меньшей мере 10000. Количество контактных трубок в трубчатом реакторе нередко составляет от 15000 до 30000. Трубчатые реакторы с числом контактных трубок, превышающим 40000, для реализации указанной выше реакционной стадии используют лишь в порядке исключения. Контактные трубки обычно распределены внутри трубчатого реактора равномерно, причем распределение целесообразно выбрать таким образом, чтобы так называемый шаг контактных трубок (расстояние между центральными внутренними осями соседних контактных трубок) составлял от 35 до 45 мм (смотри, например, европейскую заявку на патент ЕР-В 468290).The contact tubes of the tubular reactors used in the partial oxidation of acrolein carried out according to the invention are usually made of ferrite steel, and their wall thicknesses typically range from 1 to 3 mm. The inner diameter of the tubes, as a rule, is from 20 to 30 mm, often from 21 to 26 mm. The production-technical number of contact tubes placed in the tubular reactor is at least 5,000, preferably at least 10,000. The number of contact tubes in a tubular reactor is often from 15,000 to 30,000. Tubular reactors with more than 40,000 contact tubes for the implementation of the above reaction stage is used only as an exception. The contact tubes are usually evenly distributed inside the tubular reactor, and it is advisable to choose a distribution so that the so-called step of the contact tubes (the distance between the central internal axes of adjacent contact tubes) is from 35 to 45 mm (see, for example, European patent application EP-B 468290).

Как указано выше, в соответствии с предлагаемым в изобретении способом частичное окисление как пропилена, так и акролеина можно осуществлять в однозонных или двухзонных трубчатых реакторах. Однако в случае последовательной реализации обеих реакционных стадий возможен также вариант, в соответствии с которым в однозонном трубчатом реакторе осуществляют только первую реакционную стадию, в то время как вторую реакционную стадию осуществляют в двухзонном трубчатом реакторе (или наоборот). Получаемую на первой реакционной стадии смесь газов (предпочтительно в результате смешивания всех газов, образующихся в параллельно функционирующих системах реакторов окисления) после при необходимости осуществляемого добавления инертного газа, молекулярного кислорода или инертного газа и молекулярного кислорода, а также после при необходимости осуществляемого прямого и/или косвенного промежуточного охлаждения направляют непосредственно на вторую реакционную стадию.As indicated above, in accordance with the proposed invention, the partial oxidation of both propylene and acrolein can be carried out in single-zone or dual-zone tubular reactors. However, in the case of the sequential implementation of both reaction stages, a variant is also possible, according to which only the first reaction stage is carried out in a single-zone tubular reactor, while the second reaction stage is carried out in a two-zone tubular reactor (or vice versa). The mixture of gases obtained in the first reaction stage (preferably as a result of mixing all the gases generated in parallel operating systems of oxidation reactors) after the inert gas, molecular oxygen or inert gas and molecular oxygen is added, if necessary, as well as after direct and / or necessary indirect intermediate cooling is sent directly to the second reaction stage.

При этом между трубчатыми реакторами, предназначенными для реализации первой и второй реакционных стадий, может быть расположен промежуточный холодильник, который при необходимости может содержать инертные насыпные слои.Moreover, between the tubular reactors intended for the implementation of the first and second reaction stages, an intermediate cooler may be located, which, if necessary, may contain inert bulk layers.

Стационарный слой катализатора частичного окисления пропилена и стационарный слой катализатора частичного окисления акролеина, предназначенные для осуществления предлагаемого в изобретении способа двухстадийного частичного окисления пропилена в акриловую кислоту, очевидно, могут быть расположены в пространственной последовательности внутри единственного трубчатого реактора с большим количеством контактных трубок, также включающего, например, две или более температурные зоны, например, внутри реакторов, описанных в международной заявке WO 03/059857 и европейских заявках на патент ЕР-А 911313 и ЕР-А 990636. В подобном случае речь идет об однореакторном двухстадийном способе. При этом одна или две температурные зоны относятся, как правило, к одному стационарному слою катализатора. Между обоими стационарным слоями катализаторов может располагаться дополнительный инертный насыпной слой, которому при необходимости соответствует третья температурная зона с независимо устанавливаемым в ней температурным режимом. При этом контактные трубки могут проходить сквозь инертный насыпной слой или прерываться.The stationary catalyst bed partial oxidation of propylene and the stationary catalyst bed partial oxidation of acrolein, designed to implement the proposed in the invention method of the two-stage partial oxidation of propylene to acrylic acid, obviously, can be located in a spatial sequence inside a single tubular reactor with a large number of contact tubes, also including, for example, two or more temperature zones, for example, inside reactors described in internationally patent application WO 03/059857 and European patent applications EP-A 911 313 and EP-A 990636. In such a case it is a one-pot two step process. In this case, one or two temperature zones refer, as a rule, to one stationary catalyst bed. Between both stationary layers of the catalysts, an additional inert bulk layer can be located, which, if necessary, corresponds to a third temperature zone with a temperature regime independently established in it. In this case, the contact tubes can pass through an inert bulk layer or interrupt.

Инертный газ, предназначенный для разбавления исходной газовой смеси стадии частичного окисления пропилена в акролеин (исходной реакционной газовой смеси 1) независимо от выбранного расхода пропилена через стационарный слой катализатора (и независимо от того, следует ли за стадией синтеза акролеина реакционная стадия частичного окисления акролеина в акриловую кислоту) может содержать, например, ≥20% об., ≥30% об., ≥40% об., ≥50% об., ≥60% об., ≥70% об., ≥80% об., ≥90% об. или ≥95% об. молекулярного азота.An inert gas designed to dilute the initial gas mixture of the stage of partial oxidation of propylene to acrolein (initial reaction gas mixture 1) regardless of the selected propylene flow rate through the stationary catalyst bed (and regardless of whether the reaction stage of partial oxidation of acrolein to acrylic follows the stage of synthesis of acrolein acid) may contain, for example, ≥20% vol., ≥30% vol., ≥40% vol., ≥50% vol., ≥60% vol., ≥70% vol., ≥80% vol., ≥ 90% vol. or ≥95% vol. molecular nitrogen.

При этом инертный разбавляющий газ может представлять собой также смесь, содержащую, например, от 2 до 35% масс, соответственно 20% масс. H2O, и от 65 до 98% об. азота.In this case, the inert dilution gas may also be a mixture containing, for example, from 2 to 35 wt%, respectively 20 wt%. H 2 O, and from 65 to 98% vol. nitrogen.

Однако при расходе пропилена через стационарный слой катализатора на стадии его частичного окисления в акролеин, превышающем 250 нл/л·ч, совместно используемыми инертными разбавляющими газами, рекомендуемыми для реализации предлагаемого в изобретении способа, являются пропан, этан, метан, бутан, пентан, диоксид углерода, монооксид углерода, водяной пар и/или инертные газы. Указанные газы, очевидно, можно использоваться совместно с пропиленом также и при его небольшом расходе через стационарный слой катализатора для предотвращения возникновения так называемой горячей точки.However, when propylene is consumed through a stationary catalyst bed at the stage of its partial oxidation to acrolein in excess of 250 nl / l · h, the shared inert dilution gases recommended for the implementation of the method of the invention are propane, ethane, methane, butane, pentane, dioxide carbon, carbon monoxide, water vapor and / or inert gases. These gases, obviously, can be used together with propylene also at its low flow rate through a stationary catalyst bed to prevent the occurrence of the so-called hot spot.

Рабочее давление при осуществляемом согласно изобретению парофазном частичном окислении пропилена в акролеин (прежде всего в начальный период эксплуатации стационарного слоя катализатора) может быть ниже нормального давления (например, может составлять до 0,5 бар) или может быть выше нормального давления. В типичных случаях рабочее давление при парофазном частичном окислении пропилена составляет от 1 до 5 бар, зачастую от 1 до 3 бар.The operating pressure during the vapor-phase partial oxidation of propylene to acrolein carried out according to the invention (especially during the initial period of operation of the stationary catalyst bed) may be lower than normal pressure (for example, it may be up to 0.5 bar) or may be higher than normal pressure. In typical cases, the working pressure in the vapor-phase partial oxidation of propylene is from 1 to 5 bar, often from 1 to 3 bar.

Реакционное давление при осуществляемом согласно изобретению парофазном частичном окислении пропилена в акролеин обычно не превышает 100 бар. Осуществляемое согласно изобретению частичное окисление пропилена в общем случае, очевидно, можно реализовать также в сочетании с технологией пролонгирования срока службы слоя катализатора, рекомендуемой в европейских заявках на патент ЕР-А 990636, ЕР-А 1106598, ЕР-А 614872, немецких заявках на патент DE-А 1035822, DE-A 10232748, DE-A 10351269 и DE-A 10 2004025445. Благодаря подобному комбинированию срок службы слоя катализатора может достигать нескольких лет.The reaction pressure during the vapor-phase partial oxidation of propylene to acrolein according to the invention usually does not exceed 100 bar. The partial oxidation of propylene carried out according to the invention in the general case, obviously, can also be implemented in combination with the catalyst bed prolongation technology recommended in European patent applications EP-A 990636, EP-A 1106598, EP-A 614872, German patent applications DE-A 1035822, DE-A 10232748, DE-A 10351269 and DE-A 10 2004025445. Thanks to this combination, the service life of the catalyst layer can reach several years.

Молярное отношение молекулярного кислорода к пропилену в предназначенной для частичного окисления пропилена в акролеин исходной реакционной газовой смеси 1, пропускаемой в соответствии с предлагаемым в изобретении способом через соответствующий стационарный слой катализатора, обычно составляет ≥1:1 (в основном независимо от того, осуществляют или не осуществляют последующую стадию частичного окисления акролеина в акриловую кислоту). Указанное отношение обычно составляет ≤3:1. Молярному отношению молекулярного кислорода к пропилену в указанной исходной газовой смеси зачастую предпочтительно соответствует интервал от 1:1 до 2:1, соответственно от 1,4:1 до 2:1. Способ частичного окисления пропилена в акролеин часто реализуют при объемном отношении (нл) пропилен:кислород:инертный газ (включая водяной пар) в исходной реакционной газовой смеси 1, составляющем 1:(1-3):(3-30), предпочтительно 1:(1,5-2,3):(10-15).The molar ratio of molecular oxygen to propylene in the initial reaction gas mixture 1 intended for partial oxidation of propylene to acrolein, passed through the corresponding stationary catalyst bed according to the method of the invention, is usually ≥1: 1 (mainly regardless of whether or not carry out the subsequent stage of partial oxidation of acrolein to acrylic acid). The indicated ratio is usually ≤3: 1. The molar ratio of molecular oxygen to propylene in the specified source gas mixture is often preferably in the range from 1: 1 to 2: 1, respectively, from 1.4: 1 to 2: 1. The method of partial oxidation of propylene to acrolein is often carried out with a volume ratio (nl) of propylene: oxygen: inert gas (including water vapor) in the initial reaction gas mixture 1, comprising 1: (1-3) :( 3-30), preferably 1: (1.5-2.3) :( 10-15).

В этом случае содержание пропилена в исходной реакционной газовой смеси 1 может составлять, например, от 4 до 20% об., зачастую от 5 или 7% об. до 15% об., соответственно от 6 или 8% об. до 12% об., или от 5 до 8% об. (соответственно в пересчете на общий объем).In this case, the propylene content in the initial reaction gas mixture 1 can be, for example, from 4 to 20% vol., Often from 5 or 7% vol. up to 15% vol., respectively from 6 or 8% vol. up to 12% vol., or from 5 to 8% vol. (respectively, in terms of total volume).

Исходная реакционная газовая смесь 1 (независимо от выбранного расхода, а также от того, осуществляют и не осуществляют последующую стадию частичного окисления акролеина в акриловую кислоту) может обладать следующим типичным составом:The initial reaction gas mixture 1 (regardless of the selected flow rate, and also whether the subsequent stage of partial oxidation of acrolein to acrylic acid is carried out and not carried out) may have the following typical composition:

от 6 до 6,5% об. пропилена,from 6 to 6.5% vol. propylene

от 3 до 3,5% об. воды,from 3 to 3.5% vol. water,

от 0,3 до 0,5% об. монооксида углерода,from 0.3 to 0.5% vol. carbon monoxide,

от 0,8 до 1,2% об. диоксида углерода,from 0.8 to 1.2% vol. carbon dioxide

от 0,01 до 0,04% об. акролеина,from 0.01 to 0.04% vol. acrolein

от 10,4 до 10,7% об. молекулярного кислорода иfrom 10.4 to 10.7% vol. molecular oxygen and

молекулярный азот (до 100%),molecular nitrogen (up to 100%),

илиor

5,4% об. пропилена,5.4% vol. propylene

10,5% об. кислорода,10.5% vol. oxygen

1,2% об. СОх,1.2% vol. SB x

80,5% об. азота и80.5% vol. nitrogen and

2,4% об. воды.2.4% vol. water.

Исходная реакционная газовая смесь 1 для осуществляемого согласно изобретению частичного окисления пропилена в акролеин может обладать также следующим составом:The initial reaction gas mixture 1 for the partial oxidation of propylene to acrolein carried out according to the invention may also have the following composition:

от 6 до 15% об. пропилена,from 6 to 15% vol. propylene

от 4 до 30% об. (зачастую 6 до 15% об.) воды,from 4 to 30% vol. (often 6 to 15% vol.) water,

от ≥0 до 10% об. (предпочтительно от ≥0 до 5% об.) компонентов, отличающихся от пропилена, воды, кислорода и азота,from ≥0 to 10% vol. (preferably from ≥0 to 5% vol.) components other than propylene, water, oxygen and nitrogen,

молекулярный кислород в таком количестве, чтобы его молярное отношение к молекулярному пропилену составляло от 1,5:1 до 2,5:1, и молекулярный азот (до общего объема 100% об.).molecular oxygen in such an amount that its molar ratio to molecular propylene is from 1.5: 1 to 2.5: 1, and molecular nitrogen (up to a total volume of 100% vol.).

Другая исходная реакционная газовая смесь 1 для осуществляемого согласно изобретению частичного окисления пропилена в акролеин может обладать следующим составом:Another initial reaction gas mixture 1 for the partial oxidation of propylene to acrolein carried out according to the invention may have the following composition:

6,0% об. пропилена,6.0% vol. propylene

60% об. воздуха и60% vol. air and

34% об. воды.34% vol. water.

Согласно другим вариантам осуществления изобретения состав исходной реакционной газовой смеси 1 для реакционной стадии частичного окисления пропилена в акролеин может соответствовать следующим примерам, приведенным в европейских заявках на патент: примеру 1 (ЕР-А 990636), примеру 2 (ЕР-А 990636), примеру 3 (ЕР-А 1106598), примеру 26 (ЕР-А 1106598) или примеру 53 (ЕР-А 1106598).According to other variants of the invention, the composition of the initial reaction gas mixture 1 for the reaction stage of partial oxidation of propylene to acrolein may correspond to the following examples given in European patent applications: example 1 (EP-A 990636), example 2 (EP-A 990636), example 3 (EP-A 1106598), Example 26 (EP-A 1106598) or Example 53 (EP-A 1106598).

Другие исходные реакционные газовые смеси 1, пригодные согласно изобретению для осуществления реакционной стадии частичного окисления пропилена в акролеин, могут обладать следующим составом:Other initial reaction gas mixtures 1 suitable according to the invention for carrying out the reaction stage of partial oxidation of propylene to acrolein may have the following composition:

от 7 до 11% об. пропилена,from 7 to 11% vol. propylene

от 6 до 12% об. воды,from 6 to 12% vol. water,

от ≥0 до 5% об. компонентов, отличающихся от пропилена, воды, кислорода и азота,from ≥0 to 5% vol. components other than propylene, water, oxygen and nitrogen,

молекулярный кислород в таком количестве, чтобы его молярное отношение к молекулярному пропилену составляло от 1,4:1 до 2,2:1, и молекулярный азот (до общего объема 100% об.).molecular oxygen in such an amount that its molar ratio to molecular propylene is from 1.4: 1 to 2.2: 1, and molecular nitrogen (to a total volume of 100% vol.).

В исходной реакционной газовой смеси 1 в качестве пропилена прежде всего используют пропилен полимерного сорта и химически чистый пропилен, например, в соответствии с немецкой заявкой на патент DE-А 10232748. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения в качестве пропилена, подвергаемого гетерогенно катализируемому парофазному частичному окислению молекулярным кислородом в акролеин и/или акриловую кислоту (соответственно аммоксидированию до акрилонитрила), осуществляемому по меньшей мере в двух параллельно функционирующих системах реакторов окисления, можно использовать также пропилен, получаемый гетерогенно катализируемым и/или окислительным дегидрированием пропана, например, согласно немецкой заявке на патент DE-A 10245585, международной заявке WO 03/076370, немецким заявкам на патент DE-A 10316039, DE-A 3313573, патенту США US 3161670 и международным заявкам WO 01/96270, WO 01/96271, WO 03/011804. При этом в предпочтительном варианте подлежащий окислению пропилен содержит пропан.In the initial reaction gas mixture 1, polymer grade propylene and chemically pure propylene are primarily used as propylene, for example, in accordance with German Patent Application DE-A 10232748. In accordance with a preferred embodiment of the invention, propylene subjected to a heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation by molecular oxygen to acrolein and / or acrylic acid (respectively, ammoxidation to acrylonitrile), carried out in at least two parallel fun In the operating systems of oxidation reactors, propylene obtained by heterogeneously catalyzed and / or oxidative dehydrogenation of propane can also be used, for example, according to German patent application DE-A 10245585, international application WO 03/076370, German patent applications DE-A 10316039, DE- A 3313573, US patent US 3161670 and international applications WO 01/96270, WO 01/96271, WO 03/011804. Moreover, in a preferred embodiment, the propylene to be oxidized contains propane.

При этом один реактор дегидрирования пропана используют для подачи пропилена предпочтительно по меньшей мере в две предлагаемые в изобретении параллельно функционирующие системы реакторов окисления пропилена.Moreover, one propane dehydrogenation reactor is used to supply propylene, preferably to at least two parallel operating systems of propylene oxidation reactors according to the invention.

В подобном случае исходная реакционная газовая смесь 1 предпочтительно обладает следующим составом:In such a case, the initial reaction gas mixture 1 preferably has the following composition:

от 7 до 15% об. молекулярного кислорода,from 7 to 15% vol. molecular oxygen

от 5 до 10% об. пропилена,from 5 to 10% vol. propylene

от 10, соответственно 15% об., до 40% об. пропана,from 10, respectively 15% vol., up to 40% vol. propane

от 25 до 60% об. азота,from 25 to 60% vol. nitrogen

от 1 до 5% об. монооксида углерода, диоксида углерода и воды (суммарно) иfrom 1 to 5% vol. carbon monoxide, carbon dioxide and water (total) and

от 0 до 5% об. прочих компонентов,from 0 to 5% vol. other components

при этом не учитывают при необходимости присутствующий аммиак.while not taking into account the presence of ammonia, if necessary.

Нужно отметить, что независимо от того, следует ли за стадией превращения пропилена в акролеин реакционная стадия частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, часть исходной газовой смеси, предназначенной для превращения пропилена в акролеин, может являться так называемым рециркулируемым газом. Как указано выше, под рециркулируемым газом подразумевают газ, который остается после выделения целевого продукта (акролеина и/или акриловой кислоты) из полученного в соответствующей системе реакторов газа, реализуемого согласно изобретению в последовательно присоединенной системе выделения, и который в виде максимально инертного разбавляющего газа, как правило, частично возвращают на реакционную стадию частичного окисления пропилена и/или при необходимости осуществляемого последующего частичного окисления акролеина в акриловую кислоту.It should be noted that regardless of whether the reaction stage of partial oxidation of acrolein to acrylic acid follows the stage of conversion of propylene to acrolein, part of the initial gas mixture intended for the conversion of propylene to acrolein can be the so-called recirculated gas. As mentioned above, by recycle gas is meant the gas that remains after the isolation of the target product (acrolein and / or acrylic acid) from the gas obtained in the corresponding system of reactors, sold according to the invention in a sequentially connected separation system, and which is in the form of a maximally inert dilution gas, usually partially returned to the reaction stage of partial oxidation of propylene and / or, if necessary, the subsequent partial oxidation of acrolein to acrylic slot.

В качестве источника кислорода обычно используют воздух.Air is usually used as an oxygen source.

Расход исходной реакционной газовой смеси 1, пропускаемой через стационарный слой катализатора (включая насыпной слой, состоящий только из инертного материала), при осуществляемом согласно изобретению получении акролеина и/или акриловой кислоты из пропилена в типичном случае составляет прежде всего от 1000 до 10000 нл/л·ч, чаще всего от 1000 до 5000 нл/л·ч, зачастую от 1500 до 4000 нл/л·ч.The flow rate of the initial reaction gas mixture 1, which is passed through a stationary catalyst bed (including a bulk bed consisting only of inert material), in accordance with the invention for the production of acrolein and / or acrylic acid from propylene, is typically typically from 1000 to 10,000 nl / l · H, most often from 1000 to 5000 nl / l · h, often from 1500 to 4000 nl / l · h.

В случае, если после частичного окисления пропилена в акролеин реализуют стадию частичного окисления акролеина, смесь газов, получаемых на стадии частичного окисления пропилена, направляют на стадию окисления акролеина после при необходимости осуществляемого промежуточного охлаждения. Согласно изобретению предпочтительным при этом является предварительное смешивание по меньшей мере двух потоков смесей газов, получаемых в результате частичного окисления пропилена в акролеин. Кислород, необходимый для реализации стадии частичного окисления акролеина, уже может быть в избытке введен в исходную реакционную газовую смесь 1 стадии частичного окисления пропилена, а следовательно, может являться компонентом образующейся на этой стадии смеси газов. В подобном случае, при необходимости подвергаемая промежуточному охлаждению смесь газов, получаемых на стадии частичного окисления пропилена, может служить исходной газовой смесью, непосредственно используемой для реализации стадии частичного окисления акролеина. Однако часть кислорода или весь кислород, необходимый для реализации стадии частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, может быть также добавлен к смеси газов, получаемых на стадии окисления пропилена, перед ее поступлением на реакционную стадию окисления акролеина, например, в виде воздуха. Добавляемый воздух одновременно может выполнять функцию прямого охлаждения исходной газовой смеси, предназначенной для переработки на стадии частичного окисления акролеина.If, after the partial oxidation of propylene to acrolein, the stage of partial oxidation of acrolein is realized, the mixture of gases obtained at the stage of partial oxidation of propylene is sent to the stage of oxidation of acrolein after intermediate cooling, if necessary. According to the invention, it is preferable in this case to pre-mix at least two streams of gas mixtures resulting from the partial oxidation of propylene to acrolein. The oxygen necessary for the implementation of the stage of partial oxidation of acrolein can already be introduced in excess into the initial reaction gas mixture of stage 1 of partial oxidation of propylene, and therefore, can be a component of the gas mixture formed at this stage. In such a case, if necessary, subjected to intermediate cooling, the mixture of gases obtained at the stage of partial oxidation of propylene can serve as the initial gas mixture directly used to implement the stage of partial oxidation of acrolein. However, part of the oxygen or all of the oxygen necessary for the implementation of the stage of partial oxidation of acrolein to acrylic acid can also be added to the mixture of gases obtained in the stage of oxidation of propylene, before it enters the reaction stage of oxidation of acrolein, for example, in the form of air. The added air can simultaneously perform the function of direct cooling of the initial gas mixture intended for processing at the stage of partial oxidation of acrolein.

С учетом вышеизложенного инертный газ, содержащийся в исходной газовой смеси для стадии частичного окисления акролеина (исходной реакционной газовой смеси 2), независимо от того, предшествовала ли этой реакционной стадии стадия окисления пропилена, может содержать, например, ≥20% об., ≥30% об., ≥40% об., ≥50% об., ≥ 60% об., ≥70% об., ≥80% об., ≥90% об. или ≥95% об. молекулярного азота.In view of the foregoing, the inert gas contained in the initial gas mixture for the partial oxidation of acrolein (initial reaction gas mixture 2), regardless of whether the propylene oxidation stage preceded this reaction stage, may contain, for example, ≥20% vol., ≥30 % vol., ≥40% vol., ≥50% vol., ≥ 60% vol., ≥70% vol., ≥80% vol., ≥90% vol. or ≥95% vol. molecular nitrogen.

Однако инертный разбавляющий газ в газовой смеси, направляемой на стадию частичного окисления акролеина, зачастую содержит от 5 до 25% масс., соответственно 20% масс. воды (она может образоваться, например, на предыдущей стадии окисления пропилена и/или может быть при необходимости добавлена) и от 70 до 90% об. азота.However, an inert dilution gas in the gas mixture sent to the stage of partial oxidation of acrolein often contains from 5 to 25% by weight, respectively 20% by weight. water (it can be formed, for example, at the previous stage of oxidation of propylene and / or can be added if necessary) and from 70 to 90% vol. nitrogen.

При расходе акролеина через стационарный слой катализатора частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, превышающем 250 нл/л·ч, для осуществления предлагаемого в изобретении способа рекомендуется совместно использовать инертные разбавляющие газы, такие как пропан, этан, метан, бутан, пентан, диоксид углерода, водяной пар и/или инертные газы. Однако указанные газы, очевидно, можно совместно использовать также и при незначительном расходе акролеина через слой катализатора.When the consumption of acrolein through a stationary catalyst bed of partial oxidation of acrolein to acrylic acid exceeds 250 nl / l · h, it is recommended to use inert dilution gases such as propane, ethane, methane, butane, pentane, carbon dioxide to implement the method proposed in the invention water vapor and / or inert gases. However, these gases, obviously, can also be used together with a small consumption of acrolein through the catalyst bed.

Рабочее давление при осуществляемом согласно изобретению парофазном частичном окислении акролеина в акриловую кислоту (прежде всего в начале эксплуатации стационарного слоя катализатора) может быть ниже нормального давления (например, может составлять до 0,5 бар) или может соответствовать нормальному давлению. В типичных случаях рабочее давление при парофазном частичном окислении акролеина составляет от 1 до 5 бар, зачастую от 1 до 3 бар.The working pressure during the vapor-phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid according to the invention (especially at the beginning of operation of the stationary catalyst bed) may be lower than normal pressure (for example, it may be up to 0.5 bar) or may correspond to normal pressure. In typical cases, the working pressure in the vapor-phase partial oxidation of acrolein is from 1 to 5 bar, often from 1 to 3 bar.

Реакционное давление при осуществляемом согласно изобретению частичном окислении акролеина обычно не превышает 100 бар. Предлагаемый в изобретении способ в общем случае, очевидно, можно также комбинировать с технологией пролонгирования срока службы слоя катализатора, рекомендуемой в европейских заявках на патент ЕР-А 990636, ЕР-А 1106598, ЕР-А 614872 и немецких заявках на патент DE-A 10350822, DE-A 10232748, DE-A 10351269 и DE-A 10 2004025445. Благодаря подобному комбинированию срок службы стационарного слоя катализатора может достигать нескольких лет.The reaction pressure during partial oxidation of acrolein carried out according to the invention usually does not exceed 100 bar. The inventive method in the general case, obviously, can also be combined with the technology for prolonging the service life of the catalyst layer recommended in European patent applications EP-A 990636, EP-A 1106598, EP-A 614872 and German patent applications DE-A 10350822 , DE-A 10232748, DE-A 10351269 and DE-A 10 2004025445. Thanks to this combination, the service life of the stationary catalyst layer can reach several years.

Молярное отношение кислорода к акролеину в исходной газовой смеси, предназначенной для реакционной стадии частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, осуществляемой предлагаемым в изобретении способом на соответствующем стационарном слое катализатора (независимо от того, предшествует или не предшествует ей реакционная стадия частичного окисления пропилена), обычно составляет ≥1:1. Соотношение указанных компонентов обычно составляет ≤3. Молярное отношение кислорода к акролеину в указанной исходной газовой смеси согласно изобретению нередко находится в интервале от 1:1 до 2:1, соответственно от 1:1 до 1,5:1. Предлагаемый в изобретении способ часто осуществляют, используя исходную реакционную газовую смесь 2 (исходную газовую смесь для реакционной стадии частичного окисления акролеина) с объемным отношением акролеин:кислород:водяной пар:инертный газ (нл), составляющем 1:(1-3):(0-20):(3-30), предпочтительно 1:(1-3):(0,5-10):(7-20).The molar ratio of oxygen to acrolein in the initial gas mixture intended for the reaction stage of partial oxidation of acrolein to acrylic acid, carried out by the method of the invention in the corresponding stationary catalyst bed (regardless of whether the reaction stage of partial oxidation of propylene precedes or does not precede it), is usually ≥1: 1. The ratio of these components is usually ≤3. The molar ratio of oxygen to acrolein in the specified source gas mixture according to the invention is often in the range from 1: 1 to 2: 1, respectively, from 1: 1 to 1.5: 1. The method proposed in the invention is often carried out using the initial reaction gas mixture 2 (initial gas mixture for the reaction stage of partial oxidation of acrolein) with a volume ratio of acrolein: oxygen: water vapor: inert gas (nl) of 1: (1-3) :( 0-20) :( 3-30), preferably 1: (1-3) :( 0.5-10) :( 7-20).

Содержание акролеина в исходной газовой смеси, предназначенной для стадии частичного окисления акролеина, (независимо от того, осуществляют или не осуществляют перед этим стадию частичного окисления пропилена) может составлять, например, от 3 или 6% об. до 15% об., зачастую от 4 или 6% об. до 10% об., соответственно от 5 до 8% об. (в пересчете на соответствующий общий объем). Расход исходной газовой смеси (исходной реакционной газовой смеси 2) через стационарный слой катализатора (без учета насыпного слоя, состоящего только из инертного материала) в соответствии с осуществляемым согласно изобретению превращением акролеина в акриловую кислоту в типичном случае аналогично реакционной стадии превращения пропилена в акролеин составляет от 1000 до 10000 нл/л·ч, чаще всего от 1000 до 5000 нл/л·ч, зачастую от 1500 до 4000 нл/л·ч.The content of acrolein in the initial gas mixture intended for the stage of partial oxidation of acrolein (regardless of whether or not the stage of partial oxidation of propylene is carried out before) can be, for example, from 3 or 6% vol. up to 15% vol., often from 4 or 6% vol. up to 10% vol., respectively from 5 to 8% vol. (in terms of the corresponding total volume). The flow rate of the feed gas mixture (feed the reaction gas mixture 2) through a stationary catalyst bed (excluding the bulk layer, consisting only of inert material) in accordance with the invention carried out according to the invention, the conversion of acrolein to acrylic acid in a typical case, typically similar to the reaction stage of conversion of propylene to acrolein, is from 1000 to 10000 nl / l · h, most often from 1000 to 5000 nl / l · h, often from 1500 to 4000 nl / l · h.

При осуществляемом согласно изобретению частичном окислении пропилена в акролеин стационарные слои свежего катализатора обычно эксплуатируют таким образом, чтобы после установления постоянного состава исходной реакционной газовой смеси 1 и ее постоянного расхода через стационарные слои катализатора частичного окисления пропилена установилась такая температура этих слоев (соответственно температура входа термостатирующей среды в температурную зону трубчатого реактора), при которой степень превращения пропилена (UPro), достигаемая в результате однократного пропускания реакционной газовой смеси 1 через стационарные слои катализатора, составляла по меньшей мере 93% мол. При использовании более эффективных катализаторов степень превращения пропилена (UPro) может достигать также ≥94% мол., ≥95% мол., ≥96% мол. или ≥97% мол., а зачастую даже более высоких значений.In the case of partial oxidation of propylene to acrolein according to the invention, the stationary layers of fresh catalyst are usually operated in such a way that after establishing a constant composition of the initial reaction gas mixture 1 and its constant flow through the stationary layers of the catalyst for partial oxidation of propylene, such a temperature is established for these layers (respectively, the temperature of the thermostatic medium to the temperature zone of the tubular reactor) at which the degree of conversion of propylene (U Pro ) achieved as a result of a single transmission of the reaction gas mixture 1 through stationary catalyst beds, it was at least 93 mol%. When using more efficient catalysts, the conversion of propylene (U Pro ) can also reach ≥94 mol%, ≥95 mol%, ≥96 mol%. or ≥97 mol%, and often even higher values.

При продолжении процесса гетерогенно катализируемого частичного окисления пропилена в акролеин соблюдают преимущественное постоянство состава исходной реакционной газовой смеси 1 и ее расхода через соответствующие стационарные слои катализатора (расход исходной реакционной газовой смеси 1 при необходимости приводят в соответствие с колебаниями рыночного спроса). Снижению активности стационарных слоев катализатора, которое со временем происходит в подобных производственных условиях, обычно противодействуют, прежде всего время от времени повышая их температуру (температуру входа термостатирующей среды в температурную зону трубчатых реакторов; при этом скорость течения термостатирующей среды обычно также остается преимущественно постоянной), что позволяет поддерживать степень превращения пропилена, достигаемую при однократном пропускании исходной реакционной газовой смеси, на заданном уровне (то есть UPro составляет ≥93% мол., ≥94% мол., ≥95% мол., ≥96% мол. или ≥97% мол.).While continuing the process of heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene to acrolein, the composition of the initial reaction gas mixture 1 and its flow rate through the corresponding stationary catalyst beds are observed to be constant (the flow rate of the initial reaction gas mixture 1 is brought into line with market fluctuations if necessary). The decrease in the activity of the stationary catalyst layers, which over time occurs under similar production conditions, is usually counteracted, first of all, by increasing their temperature (the temperature of the thermostatic medium entering the temperature zone of tubular reactors; the flow rate of the thermostatic medium also usually remains mostly constant), which allows you to maintain the degree of conversion of propylene, achieved by a single pass of the initial reaction gas mixture, at a given level not (i.e., U Pro is ≥93 mol%, ≥94 mol%, ≥95 mol%, ≥96 mol%, or ≥97 mol%).

Кроме того, согласно изобретению предпочтительной является такая технология парофазного частичного окисления пропилена в акролеин, в соответствии с которой технологический процесс время от времени прерывают и при температуре стационарного слоя катализатора, составляющей от 250 до 550°С, через него пропускают указанную в немецкой заявке на патент DE-A 10351269 газовую смесь G, состоящую из молекулярного кислорода, инертного газа и при необходимости водяного пара. Затем продолжают процесс частичного окисления пропилена при сохранении его условий преимущественно постоянными (восстановление прежнего расхода пропилена через стационарные слои катализатора осуществляют предпочтительно медленно) и устанавливают такую температуру стационарных слоев катализатора, при которой степень превращения пропилена достигает заданного значения. При одинаковой степени превращения пропилена соответствующая температура, как правило, бывает несколько ниже температуры, которой обладал стационарный слой катализатора до прекращения процесса частичного окисления с целью пропускания газовой смеси G. Частичное окисление пропилена продолжают при этой температуре стационарных слоев катализатора и преимущественном соблюдении постоянства прочих реакционных условий, причем происходящему со временем снижению активности стационарных слоев катализатора в соответствии с целесообразным вариантом вновь противодействуют, время от времени повышая температуру стационарных слоев катализатора. Согласно изобретению в течение, например, последующего календарного года целесообразно по меньшей мере один раз вновь прервать процесс частичного окисления, чтобы пропустить через стационарные слои катализатора газовую смесь G. После этого вновь продолжают частичное окисление, как указано выше, и так далее. В случае, если достигаемая селективность образования целевого продукта перестает удовлетворять соответствующим требованиям, например, в одном из по меньшей мере двух соответствующих систем реакторов окисления осуществляют рассмотренную выше замену части или общего количества катализатора, после чего продолжают процесс согласно изобретению.In addition, according to the invention, it is preferable that such a technology of vapor-phase partial oxidation of propylene to acrolein, in accordance with which the technological process is interrupted from time to time, and specified in the German patent application, is passed through it at a temperature of the stationary catalyst layer of 250 to 550 ° C. DE-A 10351269 a gas mixture G consisting of molecular oxygen, an inert gas and, if necessary, water vapor. Then, the partial oxidation of propylene is continued while maintaining its conditions mostly constant (restoration of the previous flow rate of propylene through stationary catalyst beds is preferably slow) and the temperature of the stationary catalyst beds is set at which the degree of conversion of propylene reaches a predetermined value. With the same degree of conversion of propylene, the corresponding temperature, as a rule, is slightly lower than the temperature that the stationary catalyst layer had until the partial oxidation process was terminated in order to pass the gas mixture G. Partial oxidation of propylene was continued at this temperature of the stationary catalyst layers and the constancy of other reaction conditions moreover, the decrease in the activity of stationary catalyst layers occurring over time in accordance with the Option again oppose occasionally raising the temperature of the stationary catalyst beds. According to the invention, during, for example, the following calendar year, it is advisable to interrupt the partial oxidation process at least once so that gas mixture G is passed through the stationary catalyst beds. After this, the partial oxidation is continued again, as indicated above, and so on. In case the achieved selectivity of the formation of the target product ceases to satisfy the relevant requirements, for example, in one of the at least two corresponding systems of oxidation reactors, the above-mentioned replacement of part or the total amount of catalyst is carried out, after which the process according to the invention is continued.

Соответственно при осуществлении предлагаемого в изобретении способа стационарные слои свежего катализатора частичного окисления акролеина в акриловую кислоту обычно эксплуатируют таким образом, чтобы после установления постоянного режима этой реакционной стадии и постоянного состава исходной реакционной газовой смеси 2 и ее расхода через стационарные слои катализатора установилась такая температура этих слоев (соответственно температура входа термостатирующей среды в температурную зону трубчатого реактора), при которой степень превращения акролеина (UAcr), достигаемая в результате однократного пропускания реакционной газовой смеси 2 через стационарные слои катализатора, составляла по меньшей мере 90% мол. При использовании более эффективных катализаторов степень превращения акролеина (UAcr) может достигать ≥92% мол., ≥94% мол., ≥96% мол. или ≥98% мол., а зачастую даже ≥99% мол. и более высоких значений.Accordingly, when implementing the method of the invention, the stationary layers of a fresh catalyst for partial oxidation of acrolein to acrylic acid are usually operated in such a way that after establishing a constant mode of this reaction stage and a constant composition of the initial reaction gas mixture 2 and its flow rate through the stationary catalyst layers, such a temperature of these layers (respectively, the temperature at which the thermostatic medium enters the temperature zone of the tubular reactor), at which the degree the conversion of acrolein (U Acr ), achieved by a single pass of the reaction gas mixture 2 through stationary catalyst beds, was at least 90 mol%. When using more effective catalysts, the degree of conversion of acrolein (U Acr ) can reach ≥92 mol%, ≥94 mol%, ≥96 mol%. or ≥98 mol%, and often even ≥99 mol%. and higher values.

При продолжении процесса гетерогенно катализируемого частичного окисления акролеина в акриловую кислоту соблюдают преимущественное постоянство состава исходной реакционной газовой смеси 2 и ее расхода через соответствующие стационарные слои катализатора (расход исходной реакционной газовой смеси 2 при необходимости приводят в соответствие с колебаниями рыночного спроса). Снижению активности стационарных слоев катализатора, которое со временем происходит в подобных производственных условиях, обычно противодействуют, прежде всего время от времени повышая их температуру (температуру входа термостатирующей среды в температурную зону трубчатых реакторов; при этом скорость течения термостатирующей среды обычно также остается преимущественно постоянной), что позволяет поддерживать степень превращения акролеина при однократном пропускании исходной реакционной газовой смеси 2 на заданном уровне (то есть UAcr составляет ≥90% мол., ≥92% мол., ≥94% мол., ≥96% мол., ≥98% мол. или ≥99% мол.).While continuing the process of heterogeneously catalyzed partial oxidation of acrolein to acrylic acid, the composition of the initial reaction gas mixture 2 and its flow rate through the corresponding stationary catalyst beds are observed to be constant (the flow rate of the initial reaction gas mixture 2 is brought into line with market fluctuations if necessary). The decrease in the activity of the stationary catalyst layers, which over time occurs under similar production conditions, is usually counteracted, first of all, by increasing their temperature (the temperature of the thermostatic medium entering the temperature zone of tubular reactors; the flow rate of the thermostatic medium also usually remains mostly constant), which allows you to maintain the degree of conversion of acrolein with a single pass of the initial reaction gas mixture 2 at a given level (i.e., U A cr is ≥90 mol%, ≥92 mol%, ≥94 mol%, ≥96 mol%, ≥98 mol% or ≥99 mol%).

Кроме того, предпочтительным является такое выполнение парофазного частичного окисления акролеина в акриловую кислоту, в соответствии с которым, например, перед предпринимаемым повышением температуры стационарных слоев катализатора на величину, долговременно составляющую ≥10°С или ≥8°С (относительно температуры, установившейся до этого в данном стационарном слое), парофазное частичное окисление по меньшей мере однократно прерывают и при температуре стационарных слоев катализатора, составляющей от 200 до 450°С, через стационарный слой катализатора частичного окисления акролеина в акриловую кислоту пропускают газовую смесь G (пропускаемую при двухстадийном частичном окислении пропилена в акриловую кислоту через стационарные слои катализатора частичного окисления пропилена в акролеин). Затем продолжают процесс частичного окисления акролеина при сохранении его условий преимущественно постоянными (восстановление прежнего расхода акролеина через соответствующий стационарный слой катализатора осуществляют предпочтительно медленно, например, в соответствии с немецкой заявкой на патент DE-A 10337788) и устанавливают такую температуру стационарных слоев катализатора, при которой степень превращения акролеина достигает заданного значения. При одинаковой степени превращения акролеина соответствующая температура, как правило, несколько ниже температуры, которой обладал стационарный слой катализатора до прекращения процесса частичного окисления, выполненного с целью пропускания газовой смеси G. Частичное окисление пропилена продолжают при этой температуре стационарного слоя катализатора и преимущественном соблюдении постоянства прочих реакционных условий, причем происходящему со временем снижению активности стационарных слоев катализатора в соответствии с целесообразным вариантом вновь противодействуют, время от времени повышая температуру стационарных слоев катализатора. Например, перед предпринимаемым повышением температуры стационарных слоев катализатора на величину, долговременно составляющую ≥10°С или ≥8°С, вновь прерывают процесс частичного окисления акролеина с целью пропускания через стационарный слой катализатора частичного окисления акролеина в акриловую кислоту смеси газов G (при необходимости пропускаемой через стационарный слой катализатора реакционной стадии окисления пропилена). После этого вновь осуществляют частичное окисление акролеина, как указано выше, и так далее. В случае, если достигаемая селективность образования целевого продукта перестает удовлетворять соответствующим требованиям, например, в одном из по меньшей мере двух соответствующих систем реакторов окисления осуществляют рассмотренную выше замену части или общего количества катализатора, после чего продолжают процесс согласно изобретению.In addition, it is preferable to perform the partial-phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid, according to which, for example, before undertaking an increase in the temperature of the stationary catalyst layers by a value long-term component of ≥10 ° С or ≥8 ° С (relative to the temperature established before in this stationary layer), vapor-phase partial oxidation is interrupted at least once at a temperature of stationary catalyst layers of 200 to 450 ° C through a stationary layer atalizatora partial oxidation of acrolein to acrylic acid is passed gas mixture G (skipped when the two-step partial oxidation of propylene to acrylic acid via fixed layers partial oxidation of propylene to acrolein catalyst). Then, the process of partial oxidation of acrolein is continued while maintaining its conditions predominantly constant (restoration of the previous consumption of acrolein through an appropriate stationary catalyst bed is preferably carried out slowly, for example, in accordance with German patent application DE-A 10337788) and the temperature of the stationary catalyst beds is set at which the degree of conversion of acrolein reaches a predetermined value. With the same degree of conversion of acrolein, the corresponding temperature, as a rule, is slightly lower than the temperature that the stationary catalyst layer had until the partial oxidation process was completed in order to pass the gas mixture G. Partial oxidation of propylene is continued at this temperature of the stationary catalyst layer and the constancy of other reaction conditions, moreover, the decrease in the activity of the stationary catalyst layers occurring over time in accordance with also demanded embodiment again oppose occasionally raising the temperature of the stationary catalyst beds. For example, before undertaking an increase in the temperature of the stationary catalyst layers by a value of long-term component of ≥10 ° С or ≥8 ° С, the process of partial oxidation of acrolein is again interrupted with the aim of passing through a stationary catalyst layer the partial oxidation of acrolein to acrylic acid gas mixture G (if necessary, through a stationary catalyst bed of the reaction stage of propylene oxidation). After this, the partial oxidation of acrolein is again carried out, as described above, and so on. In case the achieved selectivity of the formation of the target product ceases to satisfy the relevant requirements, for example, in one of the at least two corresponding systems of oxidation reactors, the above-mentioned replacement of part or the total amount of catalyst is carried out, after which the process according to the invention is continued.

В общем случае гетерогенно катализируемое частичное окисление акролеина в акриловую кислоту следует осуществлять таким образом, чтобы в потоке получаемого газа оставалось от 1,5 до 3,5% об. кислорода. Согласно изобретению акриловую кислоту предпочтительно выделяют из смеси потоков получаемого газа. Подобное выделение акриловой кислоты и, как правило, сопровождающее его формирование рециркулируемого газа можно осуществлять, например, на линии выделения целевого продукта, как предложено в международной заявке WO 97/48669, заявке США на патент US-A 2004/0242826, международной заявке WO 01/96271 и патенте США US 6410785.In general, the heterogeneously catalyzed partial oxidation of acrolein to acrylic acid should be carried out in such a way that 1.5 to 3.5% vol. oxygen. According to the invention, acrylic acid is preferably isolated from a mixture of gas streams. Such a separation of acrylic acid and, as a rule, accompanying formation of recirculated gas, can be carried out, for example, on the extraction line of the target product, as proposed in international application WO 97/48669, US patent application US-A 2004/0242826, international application WO 01 / 96271 and U.S. Patent No. 6,410,785.

Поскольку эффективность разделения на ректификационных колоннах при повышении числа теоретических ступеней, как правило, увеличивается, обеспечить необходимую степень чистоты сырого целевого продукта согласно изобретению можно, например, используя небольшие, а следовательно, более экономичные ректификационные колонны (то есть обладающие незначительным числом теоретических ступеней разделения) при более длительных периодах их эксплуатации.Since the separation efficiency of distillation columns with increasing the number of theoretical stages, as a rule, increases, the necessary degree of purity of the crude target product according to the invention can be achieved, for example, using small, and therefore more economical distillation columns (i.e., having a small number of theoretical separation stages) with longer periods of their operation.

В случае, если n систем реакторов окисления (n составляет ≥2) функционируют в соответствии с предлагаемым в изобретении способом таким образом, что смешанный поток содержит целевые соединения, полученные во всех n системах реакторов окисления, согласно изобретению благоприятным является такое отличие длительностей эксплуатационных периодов n катализаторов, загруженных в n систем реакторов окисления, чтобы отличия между следующими друг за другом длительностями были преимущественно одинаковыми и не было совпадения ни одной из двух следующих друг за другом длительностей.In the case where n oxidation reactor systems (n is ≥2) operate in accordance with the method of the invention in such a way that the mixed stream contains the target compounds obtained in all n oxidation reactor systems, according to the invention, such a difference in the durations of the operating periods n catalysts loaded into n oxidation reactor systems so that the differences between successive durations are predominantly the same and there is no coincidence of either of the following successive durations.

В настоящем изобретении предлагается способ получения по меньшей мере одного целевого органического соединения, приведенный ниже в несколько видоизмененной формулировке, который включает:The present invention provides a method for producing at least one target organic compound, as set forth below in a slightly modified formulation, which comprises:

a) гетерогенно катализируемое парофазное частичное окисление по меньшей мере одного исходного органического соединения молекулярным кислородом в двух параллельно функционирующих системах реакторов окисления с загруженными в них катализаторами, приводящее к образованию двух потоков получаемого газа, соответственно содержащих целевое соединение и соответственно образующихся в одной из двух систем реакторов окисления, иa) a heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of at least one of the starting organic compounds with molecular oxygen in two parallel operating systems of oxidation reactors loaded with catalysts, leading to the formation of two streams of the resulting gas, respectively containing the target compound and correspondingly formed in one of the two reactor systems oxidation, and

b) последующее выделение по меньшей мере одного целевого соединения из двух потоков получаемого газа с формированием одного потока сырого целевого продукта,b) the subsequent selection of at least one target compound from two streams of the resulting gas with the formation of one stream of crude target product,

в соответствии с которымaccording to which

c) перед выделением - два потока получаемого газа, или в процессе выделения - два содержащие целевой продукт последующие потока, при необходимости образующиеся в ходе превращения двух потоков получаемого газа в один поток сырого целевого продукта, и/или после выделения - потоки сырого целевого продукта, образующиеся в процессе выделения из двух потоков получаемого газа, смешивают друг с другом в смешанный поток,c) before separation, two streams of the obtained gas, or during the separation process, two subsequent streams containing the target product, if necessary formed during the conversion of two streams of the obtained gas into one stream of the crude target product, and / or after separation, the flows of the crude target product, formed in the process of separation from two streams of the resulting gas are mixed with each other in a mixed stream,

отличающийся тем, чтоcharacterized in that

один из двух катализаторов, загруженных в две параллельно функционирующие системы реакторов окисления, содержит частичное количество катализатора, продолжительность уже реализованного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления на котором больше, чем на всех частях другого загруженного катализатора.one of the two catalysts loaded into two parallel operating systems of oxidation reactors contains a partial amount of catalyst, the duration of which is already realized heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation which is longer than on all parts of the other loaded catalyst.

В соответствии с предлагаемым в изобретении способом более чем одно целевое органическое соединение, очевидно, можно синтезировать одновременно. Соответствующим примером может служить частичное окисление пропана, в процессе которого происходит, как правило, одновременное образование акролеина и акриловой кислоты. Аналогичным образом при частичном аммоксидировании пропилена и/или пропана может происходить одновременное образование акриловой кислоты и акрилонитрила, что характерно для случая, если выбранное содержание аммиака в реакционной газовой смеси ниже соответствующего стехиометрического количества. В соответствии с другим вариантом для одновременного получения более чем одного целевого продукта можно использовать также исходную реакционную газовую смесь, содержащую более одного исходного соединения. В заключение следует констатировать, что принцип предлагаемого в изобретении способа можно использовать также для катализируемого синтеза сложных эфиров или осуществления иных каталитических реакций. Согласно изобретению немаловажно также, что всегда образуется целевое соединение с соответствующим спецификации содержанием побочных компонентов.In accordance with the method of the invention, more than one target organic compound can obviously be synthesized simultaneously. A suitable example is the partial oxidation of propane, during which, as a rule, the simultaneous formation of acrolein and acrylic acid occurs. Similarly, with partial ammoxidation of propylene and / or propane, the simultaneous formation of acrylic acid and acrylonitrile can occur, which is typical if the selected ammonia content in the reaction gas mixture is lower than the corresponding stoichiometric amount. In accordance with another embodiment, to simultaneously obtain more than one target product, you can also use the original reaction gas mixture containing more than one source compound. In conclusion, it should be noted that the principle of the method proposed in the invention can also be used for catalyzed synthesis of esters or other catalytic reactions. According to the invention, it is also important that the target compound is always formed with an appropriate specification of the content of side components.

При этом целевым органическим соединением прежде всего может являться акриловая кислота и/или метакриловая кислота. Пригодными спиртами (например, одноатомными или многоатомными) прежде всего являются алканолы, в особенности алканолы с 1-8 атомами углерода (прежде всего одноатомные), то есть, например, метанол, этанол, 2-этилгексанол, н-бутанол и/или трет-бутанол.In this case, the target organic compound can primarily be acrylic acid and / or methacrylic acid. Suitable alcohols (e.g. monohydric or polyhydric) are primarily alkanols, in particular alkanols with 1-8 carbon atoms (especially monohydric), i.e., for example, methanol, ethanol, 2-ethylhexanol, n-butanol and / or tert- butanol.

Примеры и сравнительные примеры двухстадийного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления пропилена в акриловую кислотуExamples and comparative examples of a two-stage heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of propylene to acrylic acid

А) Общая структура выполнения экспериментовA) The general structure of the experiments

I. Реакторы первой реакционной стадии (окисления пропилена в акролеин)I. Reactors of the first reaction stage (oxidation of propylene to acrolein)

Реактор представлял собой двустенный цилиндр из специальной стали (окруженная цилиндрическим резервуаром цилиндрическая направляющая труба). Толщина всех стенок составляла от 2 до 5 мм.The reactor was a double-walled cylinder made of special steel (a cylindrical guide tube surrounded by a cylindrical tank). The thickness of all walls ranged from 2 to 5 mm.

Внутренний диаметр цилиндрического резервуара составлял 91 мм. Внутренний диаметр направляющей трубы составлял около 60 мм.The inner diameter of the cylindrical tank was 91 mm. The inner diameter of the guide tube was about 60 mm.

Двухстенный цилиндр сверху был герметизирован крышкой, снизу дном.The double-walled cylinder was sealed on top with a lid, bottom to bottom.

Контактная трубка из специальной стали (общая длина 400 см, внутренний диаметр 26 мм, наружный диаметр 30 мм, толщина стенок 2 мм) была помещена в находящуюся внутри цилиндрического резервуара цилиндрическую направляющую трубу таким образом, чтобы контактная трубка выступала с верхней и нижней сторон цилиндрического резервуара, уплотненного соответствующими крышкой и дном. Теплоноситель (солевой расплав, состоящий из 53% масс. нитрата калия, 40% масс. нитрита натрия и 7% масс. нитрат натрия) находился в соединенном с направляющей трубой цилиндрическом резервуаре. Для создания максимально однородных тепловых граничных условий на наружной поверхности контактной трубки по всей ее длине (400 см) теплоноситель посредством пропеллерного насоса сначала пропускали через цилиндрический резервуар с целью термостатирования последнего, а затем через промежуточное пространство между направляющей трубой и контактной трубкой (с целью термостатирования контактной трубки). Затем солевой расплав выводили из цилиндрического резервуара.The contact tube made of special steel (total length 400 cm, inner diameter 26 mm, outer diameter 30 mm, wall thickness 2 mm) was placed in the cylindrical guide tube inside the cylindrical tank so that the contact tube protruded from the upper and lower sides of the cylindrical tank sealed with appropriate cover and bottom. The coolant (salt melt, consisting of 53% by mass of potassium nitrate, 40% by mass of sodium nitrite and 7% by mass of sodium nitrate) was located in a cylindrical tank connected to the guide tube. To create the most uniform thermal boundary conditions on the outer surface of the contact tube along its entire length (400 cm), the coolant was passed through a cylindrical tank with the aid of a propeller pump to thermostat the latter, and then through the intermediate space between the guide tube and the contact tube (for the purpose of temperature control of the contact tube). Then, the molten salt was removed from the cylindrical tank.

Температуру теплоносителя регулировали необходимым образом посредством электрического нагревателя, надетого на наружную рубашку цилиндрического резервуара. В остальных случаях осуществляли воздушное охлаждение.The temperature of the coolant was controlled as necessary by means of an electric heater worn on the outer jacket of the cylindrical tank. In other cases, air cooling was carried out.

Питание реактораReactor power

Солевой расплав и исходную реакционную газовую смесь 1 пропускали через одностадийный реактор прямотоком (если смотреть на реактор сверху). Исходная реакционная газовая смесь 1 поступала в контактную трубку снизу. Температура вводимой в контактную трубку реакционной газовой смеси составляла 165°С.The salt melt and the initial reaction gas mixture 1 were passed through a single-stage reactor in a direct flow (if you look at the reactor from above). The initial reaction gas mixture 1 entered the contact tube from below. The temperature of the reaction gas mixture introduced into the contact tube was 165 ° C.

Солевой расплав с температурой Tein также подавали в цилиндрическую направляющую трубу снизу и выводили из нее сверху с температурой Taus, превышающей его температуру на входе (Tein) на величину, составляющую до 2°С. Температуру солевого расплава на входе (Tein), составляющую около 320°С, всегда рассчитывали таким образом, чтобы при однократном пропускании реакционной газовой смеси через контактную трубку степень превращения пропилена во всех случаях составляла 97,5±0,1% мол.Salt melt with a temperature T ein was also fed into the cylindrical guide tube from below and removed from it from above with a temperature T aus exceeding its inlet temperature (T ein ) by up to 2 ° С. The temperature of the salt melt at the inlet ( Tein ), which is about 320 ° С, was always calculated in such a way that, when the reaction gas mixture was passed through the contact tube once, the propylene conversion in all cases was 97.5 ± 0.1 mol%.

Заполнение контактных трубок (снизу вверх)Filling contact tubes (bottom to top)

Участок А длиной 90 см заполняли стеатитовыми шариками диаметром от 4 до 5 мм, образующими предварительный насыпной слой.Section A 90 cm long was filled with steatite balls with a diameter of 4 to 5 mm, forming a preliminary bulk layer.

Участок В длиной 100 см заполняли катализатором, являющимся гомогенной смесью 30% масс, стеатитовых колец с размерами 5 мм × 3 мм × 2 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр) и 70% масс. цельного катализатора, аналогичного образующему участок С катализатору.Section B, 100 cm long, was filled with a catalyst, which is a homogeneous mixture of 30% of the mass, steatite rings with dimensions of 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter) and 70% of the mass. a one-piece catalyst similar to the site forming catalyst C.

Участок С длиной 200 см заполняли цельным катализатором в виде колец с размерами 5 мм × 3 мм × 2 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр), полученным согласно примеру 1 из немецкой заявки на патент DE-A 10046957 (стехиометрический состав [Bi2W2O9×2WO3]0,5 [Mо12Co5,5Fe2,94Si1,59K0,08Ox]1).A 200 cm long section was filled with a one-piece ring-shaped catalyst with dimensions of 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter) obtained according to example 1 from German patent application DE-A 10046957 (stoichiometric composition [Bi 2 W 2 O 9 × 2 WO 3 ] 0.5 [Mo 12 Co 5.5 Fe 2.94 Si 1.59 K 0.08 O x ] 1 ).

Участок D длиной 10 см заполняли стеатитовыми кольцами с размерами 7 мм × 3 мм × 4 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр), образующими заключительный насыпной слой.Section D with a length of 10 cm was filled with steatite rings with dimensions of 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter), forming the final bulk layer.

Два реактора указанного выше типа эксплуатировали параллельно.Two reactors of the above type were operated in parallel.

II. Промежуточное охлаждение и возможная промежуточная подача кислорода (в виде воздуха)II. Intermediate cooling and possible intermediate oxygen supply (in the form of air)

Потоки газов, образующихся в обоих реакторах первой реакционной стадии, с целью промежуточного охлаждения (за счет косвенного теплообмена с воздухом) совместно пропускали через соединительную трубку из специальной стали (длина 40 см, внутренний диаметр 26 мм, наружный диаметр 30 мм, толщина стенок 2 мм; трубка обмотана теплоизолирующим материалом толщиной 1 см) в среднюю часть которой длиной 20 см был помещен инертный насыпной слой из стеатитовых колец с размерами 7 мм × 3 мм × 4 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр), которая была Y-образно прифланцована непосредственно к контактным трубкам первой реакционной стадии.The flows of gases generated in both reactors of the first reaction stage, for the purpose of intermediate cooling (due to indirect heat exchange with air) were jointly passed through a connecting pipe made of special steel (length 40 cm, inner diameter 26 mm, outer diameter 30 mm, wall thickness 2 mm ; the tube is wrapped with insulating material 1 cm thick) in the middle part of which an inert bulk layer of steatite rings with dimensions of 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter) was placed, which was Y-obr an off flanged directly to the contact tubes of the first reaction stage.

Температура смеси потоков газообразных продуктов на входе в соединительную трубку составляла более 320°С, в то время как ее температуре на выходе из соединительной трубки соответствовал интервал от 200 до 270°С.The temperature of the mixture of gaseous product flows at the inlet to the connecting tube was more than 320 ° C, while its temperature at the outlet of the connecting tube corresponded to an interval from 200 to 270 ° C.

В конце соединительной трубки к охлажденной смеси потоков газообразных продуктов при необходимости можно было добавлять воздух, сжатый до давления смешанного потока. Две равные части образующейся при этом реакционной газовой смеси 2 поступали непосредственно в две параллельно расположенные контактные трубки, предназначенные для осуществления второй реакционной стадии, к которым также Y-образно был прифланцован другой конец указанной выше соединительной трубки.At the end of the connecting tube, if necessary, air compressed to the pressure of the mixed stream could be added to the cooled mixture of gaseous product streams. Two equal parts of the resulting reaction gas mixture 2 entered directly into two parallel contact tubes intended for the second reaction stage, to which the other end of the above connecting pipe was also Y-shaped.

III. Реакторы второй реакционной стадии (окисления акролеина в акриловую кислоту)III. Reactors of the second reaction stage (oxidation of acrolein to acrylic acid)

Использовали реакторы с заполненными стационарным слоем контактными трубками, в конструктивном отношении аналогичные рассмотренным выше реакторам первой реакционной стадии. Солевой расплав и исходная реакционная газовая смесь также поступали в каждый из реакторов прямотоком (если смотреть на реактор сверху). Солевой расплав в направляющую трубу, а исходную реакционную газовую смесь 2 в контактную трубку подавали также снизу. Температуру солевого расплава на входе (Tein), составляющую около 263°С, постоянно регулировали таким образом, чтобы во всех случаях при однократном пропускании реакционной газовой смеси была достигнута степень превращения акролеина, составляющая 99,3±0,1% мол. Температура солевого расплава на выходе из реактора (Taus) превышала его температуру на входе (Tein) на величину, составляющую до 2°С.We used reactors with contact tubes filled with a stationary layer, structurally similar to the reactors of the first reaction stage discussed above. Salt melt and the initial reaction gas mixture were also supplied to each of the reactors in direct flow (if you look at the reactor from above). Salt melt into the guide tube, and the initial reaction gas mixture 2 into the contact tube was also supplied from below. The temperature of the salt melt at the inlet (T ein ), which is about 263 ° C, was constantly controlled so that in all cases with a single pass of the reaction gas mixture, the degree of conversion of acrolein of 99.3 ± 0.1 mol% was achieved. The temperature of the salt melt at the outlet of the reactor (T aus ) exceeded its inlet temperature (T ein ) by up to 2 ° C.

Заполнение контактных трубок (снизу вверх)Filling contact tubes (bottom to top)

Участок А длиной 70 см заполняли стеатитовыми кольцами с размерами 7 мм × 3 мм × 4 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр), образующими предварительный насыпной слой.Section A with a length of 70 cm was filled with steatite rings with dimensions of 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter), forming a preliminary bulk layer.

Участок В длиной 100 см заполняли катализатором, являющимся гомогенной смесью 30% масс. стеатитовых колец с размерами 7 мм × 3 мм × 4 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр) и 70% масс. оболочечного катализатора, аналогичного катализатору, образующему участок С.Plot In a length of 100 cm was filled with a catalyst, which is a homogeneous mixture of 30% of the mass. steatite rings with dimensions of 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter) and 70% of the mass. a shell catalyst similar to the catalyst forming section C.

Участок С длиной 200 см заполняли оболочечным катализатором в виде колец с размерами 7 мм × 3 мм × 4 мм (наружный диаметр × длина × внутренний диаметр), полученным согласно примеру 5 из немецкой заявки на патент DE-A 10046928 (стехиометрический состав Mo12V3W1,2Cu2,4Ox).A 200 cm long section was filled with a shell catalyst in the form of rings with dimensions of 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter) obtained according to example 5 from German patent application DE-A 10046928 (stoichiometric composition of Mo 12 V 3 W 1.2 Cu 2.4 O x ).

Участок D длиной 30 см заполняли стеатитовыми шариками диаметром от 4 до 5 мм, образующими заключительный насыпной слой.Section D with a length of 30 cm was filled with steatite balls with a diameter of 4 to 5 mm, forming the final bulk layer.

IV. Выделение акриловой кислоты из смеси получаемых на второй реакционной стадии газовых потоковIV. Isolation of acrylic acid from a mixture of gas streams obtained in the second reaction stage

Оба полученных на второй реакционной стадии газовых потока объединяли, образующийся поток газообразных продуктов подвергали в сепараторе Вентури прямому охлаждению водой с температурой 4°С, содержащей в качестве ингибитора полимеризации гидрохинон в концентрации 350 млн-1 масс. (трубки Вентури одинаковой конструкции, ускорение газовой смеси в наиболее узком месте трубки Вентури, одновременное впрыскивание охлаждающей воды и интенсивное перемешивание в поле турбулентного течения с высокими потерями напора; отделение жидкой фазы в последовательно присоединенном сепараторе), и образующуюся при этом смесь направляли в сепаратор с целью отделения жидкой фазы. Отделенную водную фазу пропускали через теплообменник и рециркулировали в сепаратор Вентури (360 л/ч). Избыточную водную фазу непрерывно выводили из системы.Both are produced in the second reaction stage, combined gas stream, said flow of gaseous products subjected in the venturi separator direct cooling water at 4 ° C containing as a polymerization inhibitor hydroquinone in a concentration of 350 million -1 wt. (Venturi tubes of the same design, acceleration of the gas mixture at the narrowest point of the Venturi, simultaneous injection of cooling water and intensive mixing in the turbulent flow field with high pressure losses; separation of the liquid phase in a series-connected separator), and the resulting mixture was sent to a separator with the purpose of the separation of the liquid phase. The separated aqueous phase was passed through a heat exchanger and recycled to a Venturi separator (360 L / h). The excess aqueous phase was continuously withdrawn from the system.

Смешанный газовый поток, охлажденный до температуры 30°С, поступал в нижнюю часть абсорбционной колонны с одиннадцатью колпачковыми тарелками диаметром 12 мм и одинаковым расстоянием между ними, составляющим 54 мм, в верхнюю часть которой противотоком подавали используемую в качестве абсорбента, стабилизированную гидрохиноном и охлажденную до температуры 2°С воду с расходом 1,10 кг/ч. Из куба абсорбционной колонны отбирали 1,7 кг/ч водной акриловой кислоты концентрацией около 40% масс. Выходящий из верхней части абсорбционной колонны остаточный газ при необходимости направляли на сжигание и/или в качестве рециркулируемого газа использовали для формирования исходной реакционной газовой смеси 1 (сжимали компрессором и возвращали в реакторы, предназначенные для осуществления первой реакционной стадии).The mixed gas stream, cooled to a temperature of 30 ° C, entered the lower part of the absorption column with eleven cap plates 12 mm in diameter and the same distance between them, comprising 54 mm, into the upper part of which countercurrent stabilized hydroquinone was used, which was used as an absorbent and cooled to temperature 2 ° С water with a flow rate of 1.10 kg / h. 1.7 kg / h of aqueous acrylic acid with a concentration of about 40% of the mass were taken from the cube of the absorption column. The residual gas leaving the upper part of the absorption column was sent to combustion, if necessary, and / or used as a recycle gas to form the initial reaction gas mixture 1 (compressed by a compressor and returned to the reactors designed for the first reaction stage).

В) Результаты, полученные в зависимости от загруженных катализаторов и состава исходной реакционной газовой смесиC) The results obtained depending on the loaded catalysts and the composition of the initial reaction gas mixture

Сравнительный пример 1Comparative Example 1

В оба реактора первой реакционной стадии и оба реактора второй реакционной стадии загружали свежий катализатор.Fresh reactor was charged into both reactors of the first reaction stage and both reactors of the second reaction stage.

Исходная реакционная газовая смесь, направляемая в оба реактора первой реакционной стадии, обладала следующим составом:The initial reaction gas mixture, sent to both reactors of the first reaction stage, had the following composition:

5,3% об. пропилена,5.3% vol. propylene

2,4% об. воды,2.4% vol. water,

0,7% об. компонентов, отличающихся от пропилена, воды, кислорода и азота,0.7% vol. components other than propylene, water, oxygen and nitrogen,

молекулярный кислород в количестве, соответствующем его молярному отношению к пропилену 1,52:1, иmolecular oxygen in an amount corresponding to its molar ratio to propylene of 1.52: 1, and

молекулярный азот (до 100% об.).molecular nitrogen (up to 100% vol.).

Расход пропилена через катализатор, загруженный в контактные трубки обоих реакторов первой стадии, составлял 110 нл/л·ч. В качестве источника свежего кислорода использовали воздух. Одному объемному проценту свежего пропилена в исходной реакционной газовой смеси соответствовали 8,0% об. рециркулируемого газа. В смесь потоков газообразных продуктов, образующихся на первой реакционной стадии, вводили вторичный воздух. Количество вторичного воздуха рассчитывали таким образом, чтобы его отношение к свежему пропилену составляло 1,45:1 (соответственно в нл). В соответствии с этим остаточное содержание кислорода в образующемся на второй реакционной стадии газообразном продукте составляло 3,0% об. Опытную установку непрерывно эксплуатировали в указанном режиме в течение периода, составлявшего более 28 недель. В таблице 1 приведена селективность образования целевого продукта (акриловой кислоты) SAA в зависимости от продолжительности эксплуатации опытной установки (в неделях), а также селективность образования побочных продуктов: уксусной кислоты (SHAc) и формальдегида (SF), соответственно в % мол. в пересчете на превращенный пропилен, в зависимости от продолжительности эксплуатации опытной установки (все данные относятся к продуктам второй реакционной стадии). Кроме того, в таблице 1 указано молярное отношение акриловой кислоты к уксусной кислоте (V) в водном абсорбате.The propylene flow rate through the catalyst loaded into the contact tubes of both first stage reactors was 110 nl / l · h. Air was used as a source of fresh oxygen. One volume percent of fresh propylene in the initial reaction gas mixture corresponded to 8.0% vol. recirculated gas. Secondary air was introduced into the mixture of gaseous product streams formed in the first reaction stage. The amount of secondary air was calculated so that its ratio to fresh propylene was 1.45: 1 (respectively, in nl). In accordance with this, the residual oxygen content in the gaseous product formed in the second reaction stage was 3.0% vol. The pilot plant was continuously operated in the indicated mode for a period of more than 28 weeks. Table 1 shows the selectivity for the formation of the target product (acrylic acid) S AA depending on the duration of operation of the pilot plant (in weeks), as well as the selectivity for the formation of by-products: acetic acid (S HAc ) and formaldehyde (S F ), respectively, in% mol . in terms of converted propylene, depending on the duration of operation of the pilot plant (all data relate to the products of the second reaction stage). In addition, table 1 shows the molar ratio of acrylic acid to acetic acid (V) in the aqueous absorbate.

Таблица Table Продолжительность эксплуатацииOperating time SAA S AA SHAc S HAc SF S f VV Пусковой периодStarting period 86,886.8 22 1,21,2 43,443,4 4four 8888 1,91.9 1,11,1 46,346.3 88 88,788.7 1,81.8 1,051.05 49,349.3 1212 89,489.4 1,751.75 0,950.95 51,451,4 1616 89,989.9 1,71.7 0,90.9 52,452,4 20twenty 90,390.3 1,651.65 0,850.85 54,754.7 2424 90,890.8 1,621,62 0,820.82 56,056.0 2828 91,291.2 1,61,6 0,80.8 5757

Последующему разделению подлежал содержащий целевой продукт водный абсорбат с отношением V, составляющим 43,4.Subsequent separation was subject to the aqueous absorbent containing the target product with a V ratio of 43.4.

Пример 1Example 1

В начале синтеза повторяли сравнительный пример 1. После того, как без прерывания технологического процесса, осуществляемого в соответствии со сравнительным примером 1, было синтезировано 2200 кг акриловой кислоты, процесс прекращали, и катализатор, загруженный только в одну из двух систем реакторов двухступенчатого окисления, заменяли аналогичным, но свежим катализатором. Затем продолжали синтез аналогично сравнительному примеру 1. Полученные после прерывания технологического процесса результаты в зависимости от продолжительности эксплуатации опытной установки (в неделях) приведены в таблице 2.At the beginning of the synthesis, comparative example 1 was repeated. After 2,200 kg of acrylic acid were synthesized without interrupting the process carried out in accordance with comparative example 1, the process was stopped and the catalyst loaded in only one of the two systems of two-stage oxidation reactors was replaced a similar but fresh catalyst. Then the synthesis was continued similarly to comparative example 1. The results obtained after interruption of the technological process, depending on the duration of operation of the experimental setup (in weeks), are shown in table 2.

Таблица Table Продолжительность эксплуатацииOperating time SAA S AA SHAc S HAc SF S f VV Пусковой периодStarting period 8989 1,71.7 1,01,0 52,452,4 4four 89,689.6 1,61,6 0,90.9 5656 88 89,989.9 1,61,6 0,90.9 56,256.2 1212 90,290.2 1,61,6 0,90.9 56,456.4 1616 90,590.5 1,51,5 0,80.8 60,360.3 20twenty 90,790.7 1,51,5 0,80.8 60,560.5 2424 91,091.0 1,51,5 0,80.8 60,760.7 2828 91,291.2 1,51,5 0,80.8 60,860.8

Последующему разделению подлежал только содержащий целевой продукт водный абсорбат с отношением V, составляющим 52,4.Subsequent separation was only subject to the aqueous product containing the target product with a V ratio of 52.4.

Сравнительный пример 2Reference Example 2

Повторяли сравнительный пример 1 (при разбавлении катализатора участка В второй реакционной стадии, составляющем 40% масс.), однако поступающая на первую реакционную стадию газовая смесь обладала следующим составом:Comparative example 1 was repeated (upon dilution of the catalyst of section B of the second reaction stage, comprising 40% by mass), however, the gas mixture entering the first reaction stage had the following composition:

7,3% об. пропилена,7.3% vol. propylene

10% об. воды,10% vol. water,

0,7% об. компонентов, отличающихся от пропилена, воды, кислорода и азота,0.7% vol. components other than propylene, water, oxygen and nitrogen,

молекулярный кислород в количестве, соответствующем его молярному отношению к пропилену 1,73:1, иmolecular oxygen in an amount corresponding to its molar ratio to propylene of 1.73: 1, and

молекулярный азот (до 100% об.).molecular nitrogen (up to 100% vol.).

Вторичный воздух не добавляли. Одному объемному проценту свежего пропилена в исходной реакционной газовой смеси соответствовали 3,5% об. рециркулируемого газа.Secondary air was not added. One volume percent of fresh propylene in the initial reaction gas mixture corresponded to 3.5% vol. recirculated gas.

Результаты эксперимента в зависимости от продолжительности эксплуатации опытной установки (в неделях) приведены в таблице 3.The experimental results depending on the duration of operation of the experimental installation (in weeks) are shown in table 3.

Таблица 3Table 3 Продолжительность эксплуатацииOperating time SAA S AA SHAc S HAc SF S f VV Пусковой периодStarting period 86,786.7 2,252.25 1,351.35 38,538.5 4four 87,987.9 2,152.15 1,251.25 40,940.9 88 88,788.7 2,052.05 1,21,2 43,343.3 1212 89,389.3 22 1,11,1 44,744.7 1616 89,589.5 1,951.95 1,051.05 45,945.9 20twenty 90,190.1 1,91.9 1one 47,447.4 2424 90,390.3 1,871.87 0,970.97 48,348.3 2828 90,690.6 1,851.85 0,950.95 49,049.0

Последующему разделению подлежал содержащий целевой продукт водный абсорбат с отношением V, составляющим 38,5.Subsequent separation was subject to the aqueous absorbent containing the target product with a V ratio of 38.5.

Пример 2Example 2

В начале синтеза повторяли сравнительный пример 2. После того, как без прерывания технологического процесса, осуществляемого в соответствии со сравнительным примером 1, было синтезировано 2200 кг акриловой кислоты, процесс прекращали, и катализатор, загруженный только в одну из двух систем реакторов двухступенчатого окисления, заменяли аналогичным, но свежим катализатором. Затем продолжали синтез аналогично сравнительному примеру 2. Полученные после прерывания технологического процесса результаты в зависимости от продолжительности эксплуатации опытной установки (в неделях) приведены в таблице 4.At the beginning of the synthesis, comparative example 2 was repeated. After, without interrupting the process carried out in accordance with comparative example 1, 2,200 kg of acrylic acid were synthesized, the process was stopped and the catalyst loaded in only one of the two systems of two-stage oxidation reactors was replaced a similar but fresh catalyst. Then the synthesis was continued similarly to comparative example 2. The results obtained after the interruption of the technological process, depending on the duration of operation of the experimental setup (in weeks), are shown in table 4.

Таблица 4Table 4 Продолжительность эксплуатацииOperating time SAA S AA SHAc S HAc SF S f VV Пусковой периодStarting period 88,888.8 2,12.1 1,21,2 42,342.3 4four 89,489.4 2,02.0 1,11,1 44,744.7 88 89,889.8 1,91.9 1,11,1 47,347.3 1212 90,190.1 1,91.9 1,01,0 47,447.4 1616 90,290.2 1,91.9 1,01,0 47,547.5 20twenty 90,590.5 1,81.8 1,01,0 50,350.3 2424 90,690.6 1,81.8 0,90.9 50,350.3 2828 90,890.8 1,81.8 0,90.9 50,450,4

Последующему разделению подлежал только содержащий целевой продукт водный абсорбат с отношением V, составляющим 42,3.Subsequent separation was subject only to the aqueous product containing the target product with a V ratio of 42.3.

Способ по пунктам 13-18 формулы изобретения является основой, например, для применения предлагаемого в изобретении способа.The method according to paragraphs 13-18 of the claims is the basis, for example, for the application proposed in the invention method.

Предварительные описания заявок на патент США номер 60/656,881 (подана 01.03.2005) и номер 60/670,289 (подана 12.04.2005) включены в настоящую заявку в виде ссылок. Указанные описания могут содержать многочисленные изменения и расхождения по сравнению с настоящим описанием. В связи с этим следует исходить из того, что осуществление изобретения в соответствии с представленной ниже формулой может отличаться от указанных предварительных описаний.Preliminary descriptions of applications for US patent number 60 / 656,881 (filed March 1, 2005) and number 60 / 670,289 (filed April 12, 2005) are incorporated into this application by reference. These descriptions may contain numerous changes and discrepancies compared to this description. In this regard, it should be assumed that the implementation of the invention in accordance with the following formula may differ from these preliminary descriptions.

Claims (18)

1. Способ получения акролеина, акриловой кислоты, метакролеина или метакриловой кислоты в качестве целевого продукта
a) гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением по меньшей мере одного исходного органического соединения, выбранного из пропилена, пропана, изобутилена, изобутана, акролеина или метакролеина, молекулярным кислородом по меньшей мере в двух параллельно функционирующих системах реакторов окисления с загруженными в них катализаторами, приводящим к образованию по меньшей мере двух потоков получаемого газа, соответственно содержащих целевое соединение и соответственно образующихся в одной из по меньшей мере двух систем реакторов окисления, и
b) последующим выделением целевого продукта по меньшей мере из двух потоков получаемого газа с образованием по меньшей мере одного потока сырого целевого продукта, в соответствии с которым
c) перед выделением - по меньшей мере два из по меньшей мере двух потоков получаемого газа смешивают друг с другом в смешанный поток, причем
в случае происходящего по мере эксплуатации изменения селективности образования целевого продукта и/или побочных продуктов, не во всех, по меньшей мере двух параллельно функционирующих систем реакторов окисления, в которых образовались содержащиеся в смешанном потоке целевые продукты, параллельно заменяют свежим катализатором все количество или частичное количество катализатора.
1. The method of obtaining acrolein, acrylic acid, methacrolein or methacrylic acid as the target product
a) heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of at least one starting organic compound selected from propylene, propane, isobutylene, isobutane, acrolein or methacrolein, with molecular oxygen in at least two parallel functioning oxidation reactor systems with catalysts loaded into them, leading to the formation of at least two streams of produced gas, respectively containing the target compound and correspondingly forming in one of at least two ctor oxidation, and
b) subsequent separation of the target product from at least two streams of the obtained gas with the formation of at least one stream of crude target product, in accordance with which
c) before isolation, at least two of the at least two streams of the resulting gas are mixed with each other in a mixed stream, and
in the case of a change in the selectivity of the formation of the target product and / or by-products that occurs during operation, not in all at least two parallel-functioning oxidation reactor systems in which the target products contained in the mixed stream are formed, in parallel, the entire amount or partial amount is replaced with a fresh catalyst catalyst.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из катализаторов, загруженных по меньшей мере в две параллельно функционирующие системы реакторов окисления, на которых образовались содержащиеся в смешанном потоке целевые продукты, содержит по меньшей мере частичное количество катализатора, продолжительность уже реализованного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления на котором по меньшей мере на 30 календарных дней больше, чем на всех частях по меньшей мере одного другого загруженного катализатора.2. The method according to claim 1, characterized in that at least one of the catalysts loaded in at least two parallel-functioning systems of oxidation reactors, on which the desired products contained in the mixed stream were formed, contains at least a partial amount of catalyst, duration already realized heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation on which at least 30 calendar days more than on all parts of at least one other loaded catalyst. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что осуществляют гетерогенно катализируемое парофазное частичное окисление в двух параллельно функционирующих системах реакторов окисления и выделение целевого продукта из смешанного потока двух потоков продукта.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation is carried out in two parallel operating systems of oxidation reactors and the selection of the target product from the mixed stream of two product streams. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением является двухстадийное гетерогенно катализируемое частичное окисление пропилена в акриловую кислоту.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation is a two-stage heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene to acrylic acid. 5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением является одностадийное гетерогенно катализируемое частичное окисление пропана в акриловую кислоту.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation is a one-stage heterogeneously catalyzed partial oxidation of propane to acrylic acid. 6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением является двухстадийное гетерогенно катализируемое частичное окисление изобутилена в метакриловую кислоту.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation is a two-stage heterogeneously catalyzed partial oxidation of isobutylene to methacrylic acid. 7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере две параллельно функционирующие системы реакторов окисления состоят из двух параллельно функционирующих сдвоенных трубчатых реакторов.7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at least two parallel-functioning systems of oxidation reactors consist of two parallel-functioning twin tubular reactors. 8. Способ по п.4, отличающийся тем, что катализаторы первой реакционной стадии включают полиметаллические оксидные массы, содержащие молибден (Mo), висмут (Bi) и железо (Fe).8. The method according to claim 4, characterized in that the catalysts of the first reaction stage include polymetallic oxide masses containing molybdenum (Mo), bismuth (Bi) and iron (Fe). 9. Способ по п.4, отличающийся тем, что катализаторы второй реакционной стадии включают полиметаллические оксидные массы, содержащие молибден (Mo) и ванадий (V).9. The method according to claim 4, characterized in that the catalysts of the second reaction stage include polymetallic oxide masses containing molybdenum (Mo) and vanadium (V). 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что катализаторы второй реакционной стадии включают полиметаллические оксидные массы, содержащие молибден (Mo) и ванадий (V).10. The method according to claim 8, characterized in that the catalysts of the second reaction stage include polymetallic oxide masses containing molybdenum (Mo) and vanadium (V). 11. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что выделение по меньшей мере одного целевого продукта по меньшей мере из двух потоков получаемого газа включает фракционирующую конденсацию.11. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the selection of at least one target product from at least two streams of the resulting gas includes fractionating condensation. 12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что выделение по меньшей мере одного целевого продукта по меньшей мере из двух потоков получаемого газа включает абсорбцию.12. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the allocation of at least one target product from at least two streams of the resulting gas includes absorption. 13. Способ получения акролеина, акриловой кислоты, метакролеина или метакриловой кислоты в качестве целевого продукта гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением по меньшей мере одного исходного органического соединения, выбранного из пропилена, пропана, изобутилена, изобутана, акролеина или метакролеина, молекулярным кислородом по меньшей мере в двух параллельно функционирующих системах реакторов окисления с загруженными в них катализаторами, приводящим к образованию по меньшей мере двух потоков получаемого газа, соответственно содержащих целевой продукт и соответственно образующихся в одной из по меньшей мере двух систем реакторов окисления, причем сначала формируют общий поток исходной реакционной газовой смеси, содержащей по меньшей мере одно исходное органическое соединение, который затем через систему распределения направляют по меньшей мере в две параллельно функционирующие системы реакторов окисления, причем в случае происходящего по мере эксплуатации изменения селективности образования целевого продукта и/или побочных продуктов, не во всех, по меньшей мере двух параллельно функционирующих систем реакторов окисления, в которых образовались содержащиеся в смешанном потоке целевые соединения, параллельно заменяют свежим катализатором все количество или частичное количество катализатора.13. A method of producing acrolein, acrylic acid, methacrolein or methacrylic acid as the target product by heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation of at least one starting organic compound selected from propylene, propane, isobutylene, isobutane, acrolein or methacrolein, with molecular oxygen in at least two parallel-functioning systems of oxidation reactors with catalysts loaded in them, leading to the formation of at least two streams of produced gas, with respectively containing the target product and correspondingly formed in one of the at least two oxidation reactor systems, first forming a common stream of the initial reaction gas mixture containing at least one initial organic compound, which is then sent through the distribution system to at least two parallel functioning oxidation reactor systems, and in the case of changes in the selectivity of the formation of the target product and / or by-products during operation, not in of at least two parallel operating systems oxidation reactor, in which formed in the mixed stream contained the target compound, parallel replaced with fresh catalyst entire amount or a partial amount of catalyst. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что по меньшей мере один из катализаторов, загруженных по меньшей мере в две параллельно функционирующие системы реакторов окисления, содержит по меньшей мере частичное количество катализатора, продолжительность уже реализованного гетерогенно катализируемого парофазного частичного окисления, на котором по меньшей мере на 30 календарных дней больше, чем на всех частях по меньшей мере другого загруженного катализатора.14. The method according to p. 13, characterized in that at least one of the catalysts loaded into at least two parallel-functioning systems of oxidation reactors, contains at least a partial amount of catalyst, the duration of the already implemented heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation, on which at least 30 calendar days more than all parts of at least another loaded catalyst. 15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением является двухстадийное гетерогенно катализируемое частичное окисление пропилена в акриловую кислоту.15. The method according to item 13 or 14, characterized in that the heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation is a two-stage heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene to acrylic acid. 16. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением является одностадийное гетерогенно катализируемое частичное окисление пропана в акриловую кислоту.16. The method according to item 13 or 14, characterized in that the heterogeneously catalyzed vapor-phase partial oxidation is a one-stage heterogeneously catalyzed partial oxidation of propane to acrylic acid. 17. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что по меньшей мере две параллельно функционирующие системы реакторов окисления состоят из двух параллельно функционирующих сдвоенных трубчатых реакторов.17. The method according to item 13 or 14, characterized in that at least two parallel-functioning systems of oxidation reactors consist of two parallel-functioning twin tubular reactors. 18. Способ по п.15, отличающийся тем, что катализаторы первой реакционной стадии включают полиметаллические оксидные массы, содержащие молибден (Mo), висмут (Bi) и железо (Fe), а катализаторы второй реакционной стадии включают полиметаллические оксидные массы, содержащие молибден (Mo) и ванадий (V). 18. The method according to clause 15, wherein the catalysts of the first reaction stage include polymetallic oxide masses containing molybdenum (Mo), bismuth (Bi) and iron (Fe), and the catalysts of the second reaction stage include polymetallic oxide masses containing molybdenum ( Mo) and vanadium (V).
RU2007135980/04A 2005-03-01 2006-03-01 Method of producing desired organic compound via heterogeneously catalysed vapour-phase partial oxidation RU2430910C2 (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US65688105P 2005-03-01 2005-03-01
DE200510009882 DE102005009882A1 (en) 2005-03-01 2005-03-01 Preparing organic target compound by heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of organic precursor compound with molecular oxygen in two oxidation reactor lines operated in parallel and removal of compound from gas stream
US60/656,881 2005-03-01
DE102005009882.7 2005-03-01
US67028905P 2005-04-12 2005-04-12
DE102005017050.1 2005-04-12
US60/670,289 2005-04-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007135980A RU2007135980A (en) 2009-04-10
RU2430910C2 true RU2430910C2 (en) 2011-10-10

Family

ID=41014415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007135980/04A RU2430910C2 (en) 2005-03-01 2006-03-01 Method of producing desired organic compound via heterogeneously catalysed vapour-phase partial oxidation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2430910C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655387C2 (en) * 2013-02-07 2018-05-28 Басф Се Method for producing catalytically active mass in form of mixture of multi-element oxide containing molybdenum and vanadium and at least one oxide of molybdenum
WO2023048600A1 (en) * 2021-09-23 2023-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "ВиПС Инжиниринг" Method and device for producing hydrocarbons from polymer waste

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU96104337A (en) * 1995-03-10 1998-06-10 Басф Аг METHOD FOR PRODUCING ACROLEIN, ACRYLIC ACID OR THEIR MIXTURE
WO2001096271A2 (en) * 2000-06-14 2001-12-20 Basf Aktiengesellschaft Method for producing acrolein and/or acrylic acid
WO2004009525A1 (en) * 2002-07-18 2004-01-29 Basf Aktiengesellschaft Method for the heterogeneously-catalysed gas phase partial oxidation of at least one organic compound

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU96104337A (en) * 1995-03-10 1998-06-10 Басф Аг METHOD FOR PRODUCING ACROLEIN, ACRYLIC ACID OR THEIR MIXTURE
WO2001096271A2 (en) * 2000-06-14 2001-12-20 Basf Aktiengesellschaft Method for producing acrolein and/or acrylic acid
WO2004009525A1 (en) * 2002-07-18 2004-01-29 Basf Aktiengesellschaft Method for the heterogeneously-catalysed gas phase partial oxidation of at least one organic compound

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655387C2 (en) * 2013-02-07 2018-05-28 Басф Се Method for producing catalytically active mass in form of mixture of multi-element oxide containing molybdenum and vanadium and at least one oxide of molybdenum
WO2023048600A1 (en) * 2021-09-23 2023-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "ВиПС Инжиниринг" Method and device for producing hydrocarbons from polymer waste

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007135980A (en) 2009-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5537811B2 (en) Long-term operation of heterogeneous catalytic partial gas phase oxidation of organic starting compounds
KR101342276B1 (en) Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane
JPH0784400B2 (en) Process for producing unsaturated aldehyde and unsaturated acid
US7592483B2 (en) Preparation of acrolein or acrylic acid or a mixture thereof by heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propylene
US7015354B2 (en) Preparation of (meth)acrolein and/or (meth)acrylic acid
KR20000077433A (en) A process for producing acrylic acid
CN101336131B (en) Process for the heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidation of at least one organic starting compound
RU2464256C2 (en) Method for heterogeneously catalysed partial gas-phase oxidation of propylene to acrylic acid
US8394345B2 (en) Process for preparing at least one organic target compound by heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation
KR101265357B1 (en) Method for the production of at least one organic target compound by means of heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation
CN101287694B (en) Process for preparing acrolein/acrylic acid or a mixture thereof from propane
KR101395517B1 (en) Method for the production of at least one final product by partial oxidation and/or ammoxidation of propylene
JP2003171340A (en) Method for producing acrylic acid
RU2430910C2 (en) Method of producing desired organic compound via heterogeneously catalysed vapour-phase partial oxidation
US7524987B2 (en) Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane
KR101259649B1 (en) Method for the production of acrolein, acrylic acid, or a mixture thereof by means of heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propylene
CN101133014B (en) Process for the preparation of at least one organic target compound by heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation
JP2005162744A (en) Process for producing unsaturated aldehyde and unsaturated carboxylic acid
RU2429218C2 (en) Method of producing acrolein, acrylic acid or mixture thereof from propane
RU2430083C2 (en) Method of producing acrylic acid from propane
US20080269522A1 (en) Process for operating an exothermic heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of an organic starting compound to an organic target compound