專利名稱：：用于生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種使用固定床反應(yīng)器生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法。特別是本發(fā)明涉及一種使用固定床反應(yīng)器通過用分子氧或者一種含有分子氧的氣體對(duì)鄰-二甲苯和／或萘的氣-相催化氧化反應(yīng)高產(chǎn)率生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法。鄰苯二甲酸酐是通過使用分子氧或一種含有分子氧的氣體(這些在下文中簡(jiǎn)稱為“含氧氣體”)對(duì)鄰-二甲苯和／或萘進(jìn)行氣相催化氧化反應(yīng)制備的。在該方法中，在一種惰性載體上載有的含有氧化釩和氧化鈦?zhàn)鳛榛钚猿煞值拇呋瘎┑氖褂檬枪?，并被描述于，例如，日本審查的專利申?qǐng)公開47-15323，49-41036，和52-4538，和日本未審查的專利申請(qǐng)公開47-5661，49-89694，和57-105241。這些催化劑各具有特性，并且其中的一些已投入商業(yè)化生產(chǎn)。然而，這些催化劑的性能還有待改善。鑒于生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模，通過催化劑的改進(jìn)鄰苯二甲酸酐產(chǎn)率的1％的提高也會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。選擇性的改進(jìn)有助于產(chǎn)生最終產(chǎn)物的熱處理和蒸餾過程，從而可高質(zhì)量，低成本地進(jìn)行生產(chǎn)。另外，通過提高產(chǎn)率和催化活性的持久性對(duì)于確保生產(chǎn)的穩(wěn)定性是非常重要的。對(duì)于提高產(chǎn)率的一個(gè)可能的解決方案是在高載量的條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)。例如，提高原料材料氣體(鄰-二甲苯和／或萘)的濃度相對(duì)于含氧氣體的濃度。然而，鄰-二甲苯和／或萘反應(yīng)產(chǎn)生鄰苯二甲酸酐是一種高放熱反應(yīng)，在這樣的高裝載條件之下，熱點(diǎn)的溫度急劇提高，發(fā)生顯著損害催化劑的過氧化反應(yīng)。結(jié)果導(dǎo)致鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率降低。如果熱點(diǎn)的溫度過分提高，反應(yīng)熱不能充分散發(fā)，這會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生。已有人提出了一種具有令人滿意的耐熱性和在這種高裝載條件下使用的穩(wěn)定的催化劑，例如日本已審查的專利申請(qǐng)公開59-1378。然而，即使使用這樣的催化劑仍不能避免鄰苯二甲酸酐產(chǎn)率的降低、催化劑的損害和發(fā)生副反應(yīng)的危險(xiǎn)性，除非熱點(diǎn)溫度的過分升高得到控制。在此情況下，為了在高裝載條件之下進(jìn)行操作，人們?cè)噲D通過將催化劑層改裝成具有不同的催化活性的兩個(gè)或多個(gè)不同的催化劑層來抑制熱點(diǎn)溫度的升高。但是，如果在各個(gè)催化劑層中的原料的轉(zhuǎn)換率失去平衡，熱點(diǎn)的溫度仍會(huì)急劇上升，從而誘發(fā)過量氧化反應(yīng)。結(jié)果，這種改裝也不能解決鄰苯二甲酸酐產(chǎn)率下降和催化劑損害的問題。在極端的情況下，熱點(diǎn)出將發(fā)生副反應(yīng)。因此，發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法，它能夠高產(chǎn)率地生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐，能夠降低催化劑隨著時(shí)間的延長(zhǎng)遭到的損害，并且能夠連續(xù)地穩(wěn)定地生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐，即使當(dāng)供給高濃度的原料氣體的時(shí)候。具體地說，本發(fā)明提供了一種使用一個(gè)或多個(gè)固定床反應(yīng)器通過用一種含氧氣體對(duì)鄰-二甲苯和／或萘的氣-相催化氧化反應(yīng)生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法。在這一方法中，氣相催化氧化過程是在三個(gè)或更多個(gè)不同的催化劑層中進(jìn)行的，并且在各個(gè)催化劑層中鄰-二甲苯和／或萘的轉(zhuǎn)化率被限定在特定的范圍內(nèi)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在每個(gè)單獨(dú)的催化層中熱點(diǎn)溫度的過度上升可通過將用于催化氧化反應(yīng)的催化劑層改裝成三個(gè)或更多各單獨(dú)的催化劑層，并通過指定單個(gè)催化劑層中的轉(zhuǎn)化率，通過平衡各個(gè)催化劑層中的反應(yīng)量而得到控制。基于這些發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。具體地說，本發(fā)明的方法在一個(gè)方面使用一個(gè)或多個(gè)固定床反應(yīng)器通過用一種含氧氣體對(duì)鄰-二甲苯和／或萘的氣-相催化氧化反應(yīng)生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐。在這一方法中，氣相催化反應(yīng)是在三個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的催化劑層中進(jìn)行的，鄰-二甲苯和／或萘在第一個(gè)催化劑層的出口的轉(zhuǎn)化率是30％到70％，鄰-二甲苯和／或萘在第二個(gè)催化劑層的出口的轉(zhuǎn)化率是70％或者更多。優(yōu)選該氣相催化反應(yīng)是在三個(gè)單獨(dú)的催化劑層中進(jìn)行的，并且鄰-二甲苯和／或萘在第一個(gè)催化劑層的出口的轉(zhuǎn)化率是30％到70％，鄰-二甲苯和／或萘在第二個(gè)催化劑層的出口的轉(zhuǎn)化率是70％至95％，鄰-二甲苯和／或萘在第三個(gè)催化劑層的出口的轉(zhuǎn)化率是99％或更高。上述轉(zhuǎn)化率可通過順序提高構(gòu)成每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的每種催化劑的活性來實(shí)現(xiàn)，這一順序是從第一個(gè)催化劑層至第二個(gè)催化劑層，然后至第三個(gè)催化劑層。本文中使用的術(shù)語“轉(zhuǎn)化率”是指被用作原料的鄰-二甲苯和／或萘轉(zhuǎn)化成鄰苯二甲酸酐的比率，并且通過轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的化合物不僅包括最終產(chǎn)物鄰苯二甲酸酐，而且也包括在鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)生過程中形成的化合物，比如鄰-甲苯甲醛，2-苯并[c]呋喃酮，馬來酐，檸康酐，苯甲酸，一氧化碳，和二氧化碳。在本發(fā)明中，轉(zhuǎn)化率是以下述方式測(cè)定的。形成從第一催化劑層至待測(cè)催化劑層的催化劑層，并將相應(yīng)于隨后的催化劑層的層用一種惰性物質(zhì)填充。例如，為了測(cè)定第一催化劑層的轉(zhuǎn)化率，形成第一催化劑層，并將相應(yīng)于第二和隨后的催化劑層用一種不具有催化活性的惰性物質(zhì)填充，然后測(cè)定轉(zhuǎn)化率。為了測(cè)定第二催化劑層的轉(zhuǎn)化率，順序形成第一和第二催化劑層，并將相應(yīng)于第三和隨后的催化劑層用一種惰性物質(zhì)填充。在這些條件下，將原料氣體(鄰-二甲苯和／或萘)和一種含氧氣體在實(shí)際的操作條件下引進(jìn)反應(yīng)器，收集從反應(yīng)器出口放出的氣體。將收集的氣體溶解在丙酮中，并將得到的丙酮溶液通過氣相色譜進(jìn)行分析，測(cè)定沒有反應(yīng)的原料氣體。轉(zhuǎn)化率是通過如下公式計(jì)算的轉(zhuǎn)化率(％)=[1-(u／i)]×100其中“u”是在收集的排放氣體中含有的原料氣體的量(克)，“i”是相應(yīng)子收集的排放氣體量的裝入的原料氣體的量(克)。第一個(gè)催化劑層出口處的轉(zhuǎn)化率被指定在30-70％的范圍內(nèi)。如果該轉(zhuǎn)化率低于30％，含有大量的原料氣體的氣體被引入第二個(gè)催化劑層，從而提高了第二個(gè)催化劑層的載量。結(jié)果導(dǎo)致第二個(gè)催化劑層中的熱點(diǎn)溫度過高，從而損害鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率。相反，如果第一個(gè)催化劑層出口的轉(zhuǎn)化率超過70％，第一個(gè)催化劑層中的熱點(diǎn)溫度急劇上升，因?yàn)檫@時(shí)在第一催化劑層中產(chǎn)生大量的熱，從而導(dǎo)致第一催化劑層中的反應(yīng)變得顯著不穩(wěn)定。在這種情況下，熱點(diǎn)不能有效控制，無法避免副反應(yīng)的發(fā)生。即使沒有發(fā)生副反應(yīng)，熱點(diǎn)中的催化劑發(fā)生熱損害，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率降低。第二個(gè)催化劑層出口的轉(zhuǎn)化率被指定在70％或更高。如果該轉(zhuǎn)化率低于70％，從而是第三個(gè)催化劑層的載量提高。結(jié)果導(dǎo)致第三個(gè)催化劑層和隨后的催化劑層中的熱點(diǎn)溫度升高，從而損害鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率。此外，從第三個(gè)催化劑層到最后一個(gè)催化劑層中的反應(yīng)不完全，無法保證產(chǎn)物鄰苯二甲酸酐的質(zhì)量。每個(gè)單獨(dú)的催化劑層實(shí)際上是通過以下方式制備的。將含有三個(gè)催化劑層的系統(tǒng)作為例子，下文將參照附圖1至4描述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方案。在示于圖1的第一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)系統(tǒng)是由一個(gè)單一的反應(yīng)器組成的，該反應(yīng)器包括第一，第二和第三催化劑層，這些催化劑層是從氣體的入口側(cè)排列的(連續(xù)催化劑層型)。用于這一系統(tǒng)的反應(yīng)器是一種多管固定床反應(yīng)器。每個(gè)反應(yīng)管包括以這一順序排列的第一，第二，和第三催化劑層。圖1圖示描述了一個(gè)實(shí)例，其中，原料氣體和含氧氣體是從反應(yīng)器的頂部裝入的，產(chǎn)物鄰苯二甲酸酐是從底部取出的。本實(shí)施方案并不限于這一實(shí)例，該系統(tǒng)也可裝配成從反應(yīng)器的底部裝入氣體，從頂部取出產(chǎn)物鄰苯二甲酸酐。在示于圖2的第二個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)系統(tǒng)是由多個(gè)反應(yīng)器組成的，這些反應(yīng)器是順序相連的，并且每一個(gè)含有一個(gè)在其中形成的催化劑層(不連續(xù)催化劑層型)。在這一實(shí)施方案中，該系統(tǒng)包括一個(gè)具有第一催化劑層的第一反應(yīng)器，具有第二催化劑層的第二反應(yīng)器，和具有第三催化劑層的第三反應(yīng)器，其順序是從供氣側(cè)開始的。在示于圖2的系統(tǒng)中，氣體是從每一個(gè)反應(yīng)器的頂部裝入的，但本實(shí)施方案并不限于這一配置，可通過顛倒催化劑層的順序?qū)怏w從底部裝入。在本實(shí)施例中每個(gè)反應(yīng)器包括一個(gè)單一的管反應(yīng)器，但也可像圖1所示的系統(tǒng)中使用的反應(yīng)器那樣，也可使用多管固定床反應(yīng)器，以提高商品生產(chǎn)中的產(chǎn)率。在示于圖3和4的第三個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)系統(tǒng)是由連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)和不連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)組成的。在示于圖3的系統(tǒng)中，配置在入口側(cè)的反應(yīng)器(第一反應(yīng)器)包括填充的第一和第二催化劑層，配置在出口側(cè)的反應(yīng)器(第二反應(yīng)器)包括一個(gè)第三催化劑層。在示于圖4的系統(tǒng)中，配置在入口側(cè)的反應(yīng)器(第一反應(yīng)器)包括第一催化劑層，配置在出口側(cè)的反應(yīng)器(第二反應(yīng)器)包括順序填充的第二和第三催化劑層。在本發(fā)明使用的反應(yīng)器中，催化劑層的溫度通過在填充了催化劑的反應(yīng)管周圍循環(huán)保持在恒定溫度的熱傳遞介質(zhì)而被保持在恒定的水平。因而，在示于圖2的實(shí)施方案中，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的溫度可通過改變每一個(gè)反應(yīng)器周圍循環(huán)的熱傳遞介質(zhì)的溫度而被獨(dú)立地設(shè)定在一個(gè)恒定的水平。即使在連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)中，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的溫度可通過用一個(gè)熱絕緣板將反應(yīng)器隔開而獨(dú)立地進(jìn)行變化，并將具有不同溫度的熱介質(zhì)在每個(gè)獨(dú)立的催化劑層周圍循環(huán)，如示于圖4的第二個(gè)反應(yīng)器。本文中使用的術(shù)語“單獨(dú)的催化劑層”是指一個(gè)區(qū)域，其中進(jìn)行一個(gè)顯示出獨(dú)立的單一熱點(diǎn)溫度的氧化反應(yīng)。具體地說，當(dāng)使用具有相同組成的催化劑但觀察到不同的熱點(diǎn)溫度時(shí)，例如，當(dāng)示于圖2的系統(tǒng)中的反應(yīng)器通過改變單個(gè)反應(yīng)器中熱傳遞介質(zhì)的溫度而相互之間具有不同的催化活性時(shí)，該系統(tǒng)即被認(rèn)為是由一系列的獨(dú)立的各個(gè)催化劑層組成的。相反，即使當(dāng)兩種類型的催化劑被填充在一起形成一個(gè)兩層的催化劑系統(tǒng)，而僅觀察到一個(gè)單一的熱點(diǎn)溫度，該雙層催化劑層也被認(rèn)為是一個(gè)單一的催化劑層。本文中使用的術(shù)語“熱點(diǎn)溫度”是指所提及的催化劑層中的最高溫度。具體地說，熱點(diǎn)溫度是通過在反應(yīng)過程中測(cè)定催化劑層的不同位點(diǎn)的溫度得到的最高溫度。因而，當(dāng)該系統(tǒng)包括三個(gè)單獨(dú)的催化劑層并且在本發(fā)明的制備鄰苯二甲酸酐的方法中測(cè)定了各催化劑層的溫度時(shí)，其結(jié)果示于圖5。在圖5中，各個(gè)催化劑層顯示出不同的峰溫度(最高溫度)，其中HS1是第一催化劑層中的熱點(diǎn)溫度，HS2是第二催化劑層中的熱點(diǎn)溫度，HS3是第三催化劑層中的熱點(diǎn)溫度。按照本發(fā)明，由下式定義的ΔT在第一催化劑層中優(yōu)選為0．35至0．85℃／(g／Nm3)，在第二催化劑層中為0．45至1．20℃／(g／Nm3)。當(dāng)該系統(tǒng)包括三個(gè)單獨(dú)的催化劑層時(shí)，ΔT在第三個(gè)催化劑層中優(yōu)選為0．25至0．70℃／(g／Nm3)ΔT=(HS-M)／W其中HS是在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中的熱點(diǎn)溫度(℃)，M是用于加熱每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的每種熱傳遞介質(zhì)的溫度(℃)，W是在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下相對(duì)于1立方米的含氧氣體的原料氣體的量(鄰二甲苯和萘的總量(g))。在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中，ΔT超出上述范圍的上限意味著在所提及的催化劑層中熱的產(chǎn)生過量增加，本發(fā)明中所指定的轉(zhuǎn)化率將難以達(dá)到。相反，ΔT低于上述范圍的下限意味著所提及的催化劑層中的反應(yīng)量將過量降低。從而提高其它的催化劑層上的載量并使反應(yīng)失去平衡，降低鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率。在嚴(yán)重的情況下，在其它催化劑層中產(chǎn)生熱大量增加，本發(fā)明中所指定的轉(zhuǎn)化率將難以達(dá)到。每個(gè)催化劑層中的溫度通常是使用一個(gè)多點(diǎn)熱電偶(multipointthermocouple)測(cè)定的，它沿著催化劑層的氣體流動(dòng)的方向插入反應(yīng)管橫截面的中心。在這種情況下，考慮到熱電偶的直徑，催化劑層的溫度應(yīng)使用這樣一種反應(yīng)管來測(cè)定，該反應(yīng)管所具有的直徑應(yīng)使催化劑層中的催化劑即使插入熱電偶時(shí)其分布也是均一的。在本發(fā)明的方法中，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的催化活性應(yīng)當(dāng)以第一催化劑層至第二和隨后的催化劑層的順序逐漸提高，以使每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中的轉(zhuǎn)化率處于所述的范圍內(nèi)。實(shí)際上，催化活性是通過下述方法順序提高的。(1)一種順序提高催化活性的方法，其中在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層是使用一種含磷的催化劑，并且該催化劑的磷含量以第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞增；(2)一種順序提高催化活性的方法，其中，在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中填充的催化劑被含載在一個(gè)惰性載體上，并且該含載的催化劑的填充方式是在每個(gè)催化劑層中的催化劑的含載率以第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞增；(3)一種順序提高催化活性的方法，其中，在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中填充的催化劑是由至少一種選自鈉，鉀，銫，銣，和鉈的元素組成的，并且在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中鈉，鉀，銫，銣，和鉈的總含量以第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞減；(4)一種順序提高催化活性的方法，其中，在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中填充的催化劑被含載在一個(gè)惰性載體上，并且該含載的催化劑的填充方式是每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的反應(yīng)管中的空缺率以第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞減；(5)一種順序提高催化活性的方法，其中，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層含有一種催化劑和惰性物質(zhì)的混合物，并且惰性物質(zhì)在混合物中的含量以第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞減；和(6)一種順序提高催化活性的方法，其中，保持每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的溫度的熱傳遞介質(zhì)的溫度以第一個(gè)催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞增。方法(1)至(6)中的每一個(gè)可單獨(dú)使用也可組合使用。特別是(3)和(4)的組合，和(2)和(3)的組合是優(yōu)選的，它們可在寬的范圍內(nèi)變化催化活性。方法(4)中所使用的術(shù)語催化劑層的“空缺率”是指催化劑沒有填充的部分的比率，即占據(jù)催化劑層的空隙的比率?？杖甭士赏ㄟ^，例如，改變?cè)诙栊暂d體上含載的催化劑的大小，進(jìn)行變化，從而改變催化劑的填塞率。方法(6)可被用于其中每個(gè)單獨(dú)的催化劑層相互之間使用不同的催化劑或者其中每個(gè)單獨(dú)的催化劑層相互之間使用相同的催化劑的情況下。為了將每個(gè)單獨(dú)的催化劑層保持在相互不同的溫度，可使用示于圖2的包括多個(gè)順序相連的獨(dú)立的管狀反應(yīng)器的系統(tǒng)，并且，在反應(yīng)器中循環(huán)的熱傳遞介質(zhì)的溫度可被設(shè)置成不同的?；蛘撸谝粋€(gè)連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)中，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的獨(dú)立的溫度控制可通過將相應(yīng)于每個(gè)催化劑層的反應(yīng)器隔開，并將保持在預(yù)先確定的溫度的熱傳遞介質(zhì)在相應(yīng)于每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的一個(gè)部分中循環(huán)來達(dá)到的。用于單獨(dú)的催化劑層中的催化劑優(yōu)選含有氧化釩和氧化鈦。優(yōu)選這些催化劑還含有鈮，磷，和銻，并且特別優(yōu)選還含有選自鈉，鉀，銣，銫，和鉈中的至少一種。此外，這些催化劑含有一種具有10至60m2／g比表面積的銳鈦礦二氧化鈦?zhàn)鳛檠趸?。特別優(yōu)選這些催化劑是通過在500至600℃下，在空氣流動(dòng)中將含載在一種惰性載體上的組合物燒結(jié)2至10小時(shí)得到的，該組合物是由氧化釩，一種具有10至60m2／g比表面積的銳鈦礦氧化鈦，鈮，磷，銻，和至少一種選自鈉，鉀，銫，銣，和鉈的元素組成的。這種催化劑的催化活性可容易地通過改變含載率，通過改變鈉，鉀，銫，銣，或鉈，或者通過改變磷的含量進(jìn)行變化。本發(fā)明中使用的惰性載體必須在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)在顯著高于催化劑燒結(jié)溫度以及在產(chǎn)生鄰苯二甲酸酐的催化劑的溫度下是穩(wěn)定的，并且必須對(duì)催化物質(zhì)是惰性的。這種惰性載體包括，但不限于，碳化硅(SiC)，滑石，堇青石，礬土，氧化鋯，和氧化鈦。在這些載體中，優(yōu)選使用具有20％(重量)或更低，優(yōu)選5％(重量)或更低的礬土(Al2O3)，并且具有10％或更高，優(yōu)選15％至45％的表觀空隙率的碳化硅載體。更優(yōu)選的載體是一種通過自燒結(jié)(self-sintering)一種具有98％或更高的純度的碳化硅粉末得到的碳化硅載體。對(duì)這種耐熱的無機(jī)惰性載體的形狀沒有特別的限制，只要這些載體具有約2至15毫米，優(yōu)選約3至12毫米，的平均顆粒大小。通常，這些載體可以是球形的，丸形的，柱形的，或環(huán)形的?？赏ㄟ^任何一種方式將催化成分含載在惰性載體上。優(yōu)選通過以下方法將催化成分容易地含載在惰性載體上，該方法包括將預(yù)定量的惰性載體裝入一個(gè)轉(zhuǎn)鼓中，該轉(zhuǎn)鼓可從外側(cè)加熱，將一種含有催化成分的液體(漿液)噴到惰性載體上，同時(shí)將溫度保持在200至300℃。催化成分相對(duì)于惰性載體的含載率依賴于所使用的惰性載體的大小和形狀。當(dāng)使用球形或柱形載體時(shí)，含載率優(yōu)選為3至30克的催化成分對(duì)100ml的惰性載體，并且特別優(yōu)選5至20克的催化成分對(duì)100ml的惰性載體。該惰性載體也可被用作改變每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的催化活性的惰性物質(zhì)。在這種情況下，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的催化活性可通過以第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序降低每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中使用的混合物中的惰性物質(zhì)的含量而被順序提高。本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法，該方法中，將原料氣體和含氧氣體導(dǎo)入一個(gè)具有催化劑層的固定床反應(yīng)器中，并使這些反應(yīng)物發(fā)生氣相催化氧化反應(yīng)。通過將催化劑層設(shè)置成三個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的催化劑層，并按照前文所述的任意一個(gè)方法依從氣體入口側(cè)的順序依次提高催化活性，在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的氧化反應(yīng)中原料的轉(zhuǎn)化率可被控制在指定的范圍內(nèi)。作為原料氣體，可使用鄰-二甲苯，萘或者這些化合物的混合物。含氧氣體包括純的氧氣或者稀釋的氧氣，例如空氣。當(dāng)催化劑層是由三個(gè)單獨(dú)的催化劑層組成的時(shí)候，本發(fā)明的優(yōu)選的生產(chǎn)條件如下使用內(nèi)徑為15至40毫米，優(yōu)選15至27毫米的反應(yīng)管，將催化劑裝入反應(yīng)器，并使第一，第二，和第三催化劑層的總高度為1．5至4m，優(yōu)選2至3．5m。優(yōu)選第一，第二，和第三催化劑層的高度(或長(zhǎng)度)與催化劑層的總高度之比分別為25％至54％，21％至54％，和14％至46％。催化劑層的溫度優(yōu)選被保持在300℃至400℃，更優(yōu)選在330至380℃。原料氣體最好與具有含氧量10％至21％(體積)的含氧氣體，例如空氣，一同裝入反應(yīng)器中。原料氣體的濃度在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下相對(duì)于l立方米的含氧氣體優(yōu)選為70克(下文表示為“70g／Nm3”)或更高。特別是當(dāng)鄰-二甲苯被用作原料時(shí)原料氣體的濃度優(yōu)選為90g／Nm3或更高，并且，當(dāng)萘被用作原料氣體時(shí)，優(yōu)選為75g／Nm3或更高。在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下氣體的空間速度優(yōu)選為1000至6000小時(shí)-1，更優(yōu)選為1500至4000小時(shí)-1。本發(fā)明的生產(chǎn)方法的條件并不限于上述的這些條件，以及所使用的系統(tǒng)的配置，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層被保持的溫度，并且，原料氣體的喂料速率可在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)選擇，只要鄰-二甲苯和／或萘的氧化反應(yīng)是在三個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的催化劑層中進(jìn)行的，并且單個(gè)催化劑層中的轉(zhuǎn)化率是在所指定的范圍內(nèi)。本發(fā)明的生產(chǎn)方法可有效抑制每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中熱點(diǎn)溫度的上升，可有效降低隨著時(shí)間的延長(zhǎng)催化劑的損失，并可高產(chǎn)率地穩(wěn)定地生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐，即使在裝入高濃度的原料氣體的情況下。在一個(gè)內(nèi)徑25毫米，長(zhǎng)度3．5毫米的鐵質(zhì)管狀反應(yīng)器的出口側(cè)，裝入一個(gè)球狀的具有6毫米直徑，表觀空隙度35％和純度98．5％(重量)的SiC自燒結(jié)載體，裝載高度為相應(yīng)于第三和第二催化劑層的高度的1．8米。在SiC自燒結(jié)的載體層上，裝入0．9米高的第一催化劑，形成第一催化劑層。使用在一種熔鹽浴中浸漬的由上述制備的管狀反應(yīng)器組成的反應(yīng)器，將原料氣體和空氣的氣體混合物從一個(gè)入口在按照下述的生產(chǎn)過程的條件下導(dǎo)入反應(yīng)器。測(cè)定出口處收集的氣體中含有的原料氣體的量(u)，并估測(cè)相應(yīng)于出口處收集的氣體的體積的原料氣體的量(i)。從原料的轉(zhuǎn)化率按照下式(1)計(jì)算從原料的轉(zhuǎn)化率(％)=[1-(u／i)]×100(1)其中“u”是在收集的排放氣體中含有的原料氣體的量(克)，“i”是相應(yīng)于收集的排放氣體粗量的裝入的原料氣體的量(克)。第二個(gè)催化劑層的出口處的轉(zhuǎn)化率是通過以下方式計(jì)算的。在一個(gè)鐵質(zhì)管狀反應(yīng)器的出口側(cè)，裝入SiC自燒結(jié)載體，裝載高度為相應(yīng)于第三催化劑層的高度的0．9米。在SiC自燒結(jié)的載體層上，裝入0．9米高的第二催化劑，形成第二催化劑層，并在該第二催化劑層上，裝入0．9米高的第一催化劑，形成第一催化劑層。使用在一種熔鹽浴中浸漬的由上述制備的管狀反應(yīng)器組成的反應(yīng)器，將原料氣體和空氣的氣體混合物從一個(gè)入口在按照下述的生產(chǎn)過程的條件下導(dǎo)入反應(yīng)器，并測(cè)定轉(zhuǎn)化率。B．不連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化率將三個(gè)反應(yīng)器順序相連，并在一個(gè)被安置在氣體入口側(cè)的第一粗反應(yīng)器中形成一個(gè)第一催化劑層。將原料氣體和空氣的氣體混合物從一個(gè)入口在按照下述的生產(chǎn)過程的條件下導(dǎo)入第一反應(yīng)器，并測(cè)定第一反應(yīng)器的排放氣體中原料氣體的轉(zhuǎn)換率，并被定義為第一催化劑層的轉(zhuǎn)化率。第二催化劑層的出口處的轉(zhuǎn)換率是以下述方式確定的。在第一和第二反應(yīng)器中分別形成第一和第二催化劑層，該第一反應(yīng)器被安置在氣體入口側(cè)，該第二反應(yīng)器被連接在第一反應(yīng)器上。將原料氣體和空氣的氣體混合物從一個(gè)入口在按照下述的生產(chǎn)過程的條件下導(dǎo)入反應(yīng)器，并測(cè)定第二反應(yīng)器的排放氣體中原料氣體的轉(zhuǎn)換率，并被定義為第二催化劑層的轉(zhuǎn)化率。[熱點(diǎn)溫度的測(cè)定方法]A．連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)中的熱點(diǎn)溫度將一個(gè)具有10毫米直徑的多點(diǎn)熱電偶(12個(gè)檢測(cè)點(diǎn))插入一個(gè)具有30毫米內(nèi)徑和3．5米長(zhǎng)度的鐵質(zhì)管狀反應(yīng)器。在將熱電偶保持在反應(yīng)管中心的位置的同時(shí)，將第三個(gè)催化劑裝填到反應(yīng)管的出口側(cè)至0．9米的高度，形成第三個(gè)催化劑層，然后，將第二個(gè)催化劑裝填其上至0．9米的高度，形成第二催化劑層，并將第一個(gè)催化劑裝填其上至0．9米的高度，形成第一催化劑層。上述制備的催化劑層的溫度經(jīng)測(cè)定幾乎與下述制備例中的催化劑的溫度相同。將其中管狀反應(yīng)器浸漬的融化鹽浴的溫度保持在350℃，將原料氣體和空氣的氣體混合物在下述制備例所示的條件下導(dǎo)入反應(yīng)器，并在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月分別檢測(cè)催化劑層的溫度。在第一催化劑層中測(cè)到的最高溫度被定義為第一催化劑層的熱點(diǎn)溫度(HS1)，在第二催化劑層中測(cè)到的最高溫度被定義為第二催化劑層的熱點(diǎn)溫度(HS2)，在第三催化劑層中測(cè)到的最高溫度被定義為第三催化劑層的熱點(diǎn)溫度(HS3)。B．不連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)的熱點(diǎn)溫度將三個(gè)每個(gè)具有30毫米內(nèi)徑和1．5米長(zhǎng)度的管狀反應(yīng)器順序相連，將一個(gè)具有10毫米直徑的多點(diǎn)熱電偶(12個(gè)檢測(cè)點(diǎn))插入每個(gè)管狀反應(yīng)器。在將熱電偶保持在反應(yīng)管中心的位置的同時(shí)，在每個(gè)反應(yīng)管中形成一個(gè)0．9米高度催化劑層。將其中管狀反應(yīng)器浸漬的融化鹽浴的溫度按照下述的生產(chǎn)過程保持在預(yù)先確定的溫度，將原料氣體和空氣的氣體混合物導(dǎo)入反應(yīng)器。測(cè)定每個(gè)單獨(dú)的催化劑層在氧化反應(yīng)過程中的溫度。在第一管狀反應(yīng)器中測(cè)到的最高溫度被定義為第一催化劑層的熱點(diǎn)溫度(HS1)，在第二管狀反應(yīng)器中測(cè)到的最高溫度被定義為第二催化劑層的熱點(diǎn)溫度(HS2)，在第三管狀反應(yīng)器中測(cè)到的最高溫度被定義為第三催化劑層的熱點(diǎn)溫度(HS3)。[ΔT的計(jì)算]按照下式計(jì)算每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的ΔTΔT=(HS-M)／W其中，HS是在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中測(cè)得的熱點(diǎn)溫度(℃)，M是其中管狀反應(yīng)器被浸漬的融化鹽浴(熱傳遞介質(zhì))的溫度(℃)，并且W是在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下相對(duì)于1立方米的空氣，原料(鄰二甲苯和／或萘)的總質(zhì)量(克)。[氧化鈦的制備]被用作催化劑成分的氧化鈦是按下述方式制備的。將80％濃度的硫酸加入鈦鐵礦中，將得到的混合物充分反應(yīng)，然后用水稀釋得到硫酸鈦的水溶液。向這一溶液中加入一片鐵作為還原劑，將鈦鐵礦中的鐵還原成鐵離子，將得到的混合物冷卻，通過沉淀除去硫酸鐵，得到硫酸鈦水溶液。將150℃的熱蒸汽吹入硫酸鈦水溶液中沉淀水合氧化鈦。將沉淀的水合氧化鈦用水洗滌，用酸洗滌，然后再用水洗滌。將洗滌的水合氧化鈦在800℃在空氣流中燒結(jié)4小時(shí)。將燒結(jié)的產(chǎn)物用射流(jetstream)粉碎，得到具有平均顆粒大小為0．5微米和比表面積22m2／g的銳鈦礦二氧化鈦。[催化劑的制備]以下述方式制備作為催化劑A至U的原料的一系列漿液。這些漿液是通過將催化劑漿液1或2中的磷酸二氫銨或硫酸銫的比例改變成示于表2的比例得到的，催化劑漿液1或2的組成示于表1。通過制備草酸水溶液，向草酸水溶液中加入預(yù)定量的偏釩酸銨，磷酸二氫銨，氯化鈮，硫酸銫，硫酸鉀，和三氧化銻，攪拌得到的混合物，向混合物中加入氧化鈦，并用乳化器攪拌混合物得到每種漿液。另外，將2000毫升的SiC自燒結(jié)的載體放置在直徑35厘米，長(zhǎng)度80厘米的不銹鋼轉(zhuǎn)爐中，并將載體在200至250℃的溫度下加熱。在預(yù)加熱的載體上，噴涂上述制備的漿液，通過轉(zhuǎn)動(dòng)爐體，得到含載在載體上的催化物質(zhì)。然后將產(chǎn)生的含載的催化劑在570℃在空氣流中燒結(jié)6小時(shí)得到催化劑A至U。用于催化劑A至U的載體是燒結(jié)的SiC球，它們具有示于表2的直徑并具有35％的表觀孔隙度和98．5％的純度。催化劑的含載率示于表2。表1<tablesid="table1"num="001"><table>材料漿液組合物1材料漿液組合物2去離子水6400毫升6400毫升草酸250克200克偏釩酸銨121．86克96．48克磷酸二氫銨可變可變氯化鈮15．41克15．25克硫酸銫可變可變硫酸鉀0．35克0．69克三氧化銻37．89克37．50克氧化鈦1800克1800克</table></tables>表2<tablesid="table2"num="002"><table>催化劑材料漿液組合物No．磷酸二氫銨(克)硫酸銫(克)載體直徑(毫米)含載率(克／100毫升)A13．0712．1768．0B19．2112．1768．0C124．5712．1768．0D19．2112．1765．0E19．2112．17612．0F19．2115．5768．0G19．215．3568．0H19．2112．1797．0I19．2112．1749．0J19．216．0868．0K21．5214．6968．0L212．1614．6968．0M230．3914．6968．0N212．1626．0068．0O212．164．8268．0P19．2118．7368．0Q19．2113．8768．0R16．1412．1768．0S212．1629．3768．0T26．0814．6968．0U212．1618．7868．0</table></tables>[通過鄰二甲苯的氧化生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐]制備實(shí)施例1向一個(gè)內(nèi)徑25毫米和3．5米長(zhǎng)度的鐵質(zhì)管狀反應(yīng)器中，裝入作為第三催化劑的催化劑C，裝填高度為0．9米，形成第三催化劑層，在該催化劑層上裝填作為第二催化劑的催化劑B，高度為0．9米，形成第二催化劑層，在該催化劑層上裝填作為第一催化劑的催化劑A，高度為0．9米，形成第一催化劑層。將上述制備的管狀反應(yīng)器浸漬350℃熔鹽浴中，將含有鄰二甲苯和空氣以100g／Nm3比率的混合氣體(在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下相對(duì)于1立方米的空氣100克的鄰二甲苯)以4．0Nm3／小時(shí)(在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的空間速率3000小時(shí)-1)的速率通入浸漬的管狀反應(yīng)器中。在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月分別測(cè)定鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率和一種中間副產(chǎn)物2-苯并呋喃酮的量。在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月分別測(cè)定在上述的生產(chǎn)條件下第一和第二催化劑層的轉(zhuǎn)化率，以及第一，第二，和第三催化劑層的熱點(diǎn)溫度，測(cè)定方法是按照連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)的方法進(jìn)行的。表3和4顯示在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月時(shí)測(cè)得的結(jié)果。鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率接近100％，鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率可被認(rèn)為是鄰苯二甲酸酐的選擇性。制備實(shí)施例2至4以與制備實(shí)施例1相同的方式制備鄰苯二甲酸酐，只是將第一，第二，第三催化劑改變?yōu)槭居诒?和4的催化劑，并將熔鹽浴的溫度(M)改變?yōu)槭居诒?和4的溫度。在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月，按照連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)中的測(cè)量方法，分別測(cè)定第一和第二催化劑層的轉(zhuǎn)化率，以及第一，第二，和第三催化劑層的熱點(diǎn)溫度。此外，測(cè)定鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率和2-苯呋喃酮的量。結(jié)果示于表3(反應(yīng)的初始階段)和表4(3個(gè)月后)。制備實(shí)施例5從催化劑J和具有6毫米直徑，35％表觀孔隙度和98．5％純度的球狀SiC自燒結(jié)的載體的混合物形成各個(gè)單獨(dú)的催化劑層?；旌衔镏写呋瘎㎎的含量對(duì)于第一，第二，和第三催化劑層分別設(shè)定在35％(重量)，60％(重量)和100％(重量)。分別在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月，按照連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)中的測(cè)量方法，分別測(cè)定第一和第二催化劑層的轉(zhuǎn)化率，以及第一，第二，和第三催化劑層的熱點(diǎn)溫度。此外，測(cè)定鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率和2-苯呋喃酮的量。結(jié)果示于表3(反應(yīng)的初始階段)和表4(3個(gè)月后)。制備實(shí)施例6將三個(gè)內(nèi)徑為25毫米和長(zhǎng)度為1．5米的鐵質(zhì)管狀反應(yīng)器順序相連。向每個(gè)反應(yīng)器中，將催化劑B裝填到高度0．9米，形成第一，第二，和第三催化劑層，其順序從氣體入口側(cè)開始。將熔鹽浴的溫度(M1)保持在335℃，在該鹽浴中在氣體的入口側(cè)形成的含有第一催化劑層的管狀反應(yīng)器(第一管狀反應(yīng)器)浸漬其中，并將熔鹽浴的溫度(M2)保持在350℃，在該鹽浴中含有第二催化劑層的管狀反應(yīng)器(第二管狀反應(yīng)器)浸漬其中，將熔鹽浴的溫度(M3)保持在370℃，在該鹽浴中將含有第三催化劑層的管狀反應(yīng)器(第三管狀反應(yīng)器)浸漬其中。在與制備實(shí)施例1相同的條件下，將原料氣體和空氣的混合物通入第一管狀反應(yīng)器的入口，進(jìn)行氧化反應(yīng)。分別在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月，按照不連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)中的測(cè)量方法，分別測(cè)定第一和第二催化劑層的轉(zhuǎn)化率，以及第一，第二，和第三催化劑層的熱點(diǎn)溫度。此外，測(cè)定鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率和2-苯呋喃酮的量。結(jié)果示于表3(反應(yīng)的初始階段)和表4(3個(gè)月后)。表3原料氣體鄰二甲苯(100g／Nm3)在反應(yīng)的早期進(jìn)行的測(cè)量Δt=HS-M表4原料氣體鄰二甲苯(100g／Nm3)3個(gè)月后進(jìn)行的測(cè)量Δt=HS-M在上述的制備實(shí)施例中，制備實(shí)施例1至6為本發(fā)明的實(shí)施例，制備實(shí)施例7至9為對(duì)比實(shí)施例。表3和4顯示，當(dāng)?shù)谝淮呋瘎又械霓D(zhuǎn)化率低時(shí)(制備實(shí)施例7)，鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率低于其它的實(shí)施例。相反，當(dāng)?shù)谝淮呋瘎又械霓D(zhuǎn)化率過高時(shí)(制備實(shí)施例8)，從反應(yīng)開始后6天失控。當(dāng)?shù)谝淮呋瘎又械霓D(zhuǎn)化率適當(dāng)而第二催化劑層中的轉(zhuǎn)化率低時(shí)(制備實(shí)施例9)，鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率低于，并且副產(chǎn)物2-苯并呋喃酮的形成高于本發(fā)明的實(shí)施例(制備實(shí)施例1至6)。相反，相應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例的制備實(shí)施例1至6即使在反應(yīng)開始后3個(gè)月也顯示與初始階段相同的轉(zhuǎn)化率和熱點(diǎn)溫度，表明反應(yīng)穩(wěn)定。鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率高。[通過萘氧化制備鄰苯二甲酸酐]制備實(shí)施例10向一個(gè)內(nèi)徑25毫米和3．5米長(zhǎng)度的鐵質(zhì)管狀反應(yīng)器中，裝入作為第三催化劑的催化劑M，裝填高度為0．9米，形成第三催化劑層，在該催化劑層上裝填作為第二催化劑的催化劑L，高度為0．9米，形成第二催化劑層，在該催化劑層上裝填作為第一催化劑的催化劑K，高度為0．9米，形成第一催化劑層。將上述制備的管狀反應(yīng)器浸漬365℃熔鹽浴中，將含有90g／Nm3的萘和空氣的混合氣體以4．0Nm3／小時(shí)(在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的空間速率2900小時(shí)-1)的速率通入浸漬的管狀反應(yīng)器中。在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月分別測(cè)定鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率和一種中間副產(chǎn)物2-苯并呋喃酮的量。結(jié)果示于表5。萘的轉(zhuǎn)化率接近100％，鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率可被認(rèn)為是鄰苯二甲酸酐的選擇性。在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月，按照連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)中的測(cè)量方法，分別測(cè)定上述生產(chǎn)條件下第一和第二催化劑層的轉(zhuǎn)化率，以及第一，第二，和第三催化劑層的熱點(diǎn)溫度。結(jié)果示于表5。制備實(shí)施例11至14以與制備實(shí)施例10相同的方式通過萘的氧化反應(yīng)制備鄰苯二甲酸酐，只是將每個(gè)催化劑層的催化劑和熔鹽浴的溫度(M)改變?yōu)槭居诒?的催化劑和融化鹽浴的溫度。在反應(yīng)的初始階段和反應(yīng)開始后3個(gè)月，測(cè)定鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率和萘醌的量。按照連續(xù)催化劑層型系統(tǒng)中的測(cè)量方法，分別測(cè)定上述生產(chǎn)條件下第一和第二催化劑層的轉(zhuǎn)化率，以及第一，第二，和第三催化劑層的熱點(diǎn)溫度。結(jié)果示于表5。表5原料氣體萘(90g／Nm3)相應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例的制備實(shí)施例10和11在反應(yīng)開始后直至反應(yīng)開始后3個(gè)月顯示出從萘的穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化率，以及穩(wěn)定的熱點(diǎn)溫度，并且即使在反應(yīng)開始3個(gè)月后仍保持高的鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率。相反，在制備實(shí)施例12中，其中第一催化劑層中的轉(zhuǎn)化率低，在第二催化劑層中顯示出過高的熱點(diǎn)溫度，并且從反應(yīng)的初始階段顯示出低的鄰苯二甲酸酐產(chǎn)率。與此相反，在制備實(shí)施例13中，其中第一催化劑層中的轉(zhuǎn)化率過高，在第一催化劑層中顯示出過高的熱點(diǎn)溫度，并且在在反應(yīng)開始3個(gè)月后導(dǎo)致鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)率降低3％。當(dāng)?shù)谝淮呋瘎又械霓D(zhuǎn)化率是在本發(fā)明指定的范圍內(nèi)，但第二催化劑層中的轉(zhuǎn)化率過低，如制備實(shí)施例14，第三催化劑層中的熱點(diǎn)溫度過高，鄰苯二甲酸酐的總產(chǎn)率降低，副產(chǎn)物萘醌的量升高。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，其它的實(shí)施方案和變化是顯而易見的，本發(fā)明不限于上述限定的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1．一種使用一個(gè)或多個(gè)固定床反應(yīng)器，通過用鄰-二甲苯，或萘，或兩者與一種含氧氣體進(jìn)行氣-相催化氧化反應(yīng)生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法，其中，所說的氣相催化反應(yīng)是在三個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的催化劑層中進(jìn)行的；鄰-二甲苯，或萘，或兩者在第一催化劑層的出口處的轉(zhuǎn)化率是30％至70％；和鄰-二甲苯，或萘，或兩者在第二催化劑層的出口處的轉(zhuǎn)化率是70％或更高。2．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，由下式定義的ΔT在第一催化劑層中為0．35至0．85℃／(g／Nm3)，在第二催化劑層中為0．45至1．20℃／(g／Nm3)ΔT=(HS-M)／W其中HS是在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中的熱點(diǎn)溫度(℃)，M是每個(gè)單獨(dú)的催化劑層被保持的溫度(℃)，W是在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下相對(duì)于1立方米的含氧氣體的鄰二甲苯和萘的總量(g)。3．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中使用的每種催化劑含有氧化釩和氧化鈦。4．按照權(quán)利要求3所述的方法，其中，所說的催化劑還含有鈮；磷；銻；和至少一種選自鈉，鉀，銣，銫，和鉈的元素。5．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，在每種單獨(dú)的催化劑層中的裝填的每種催化劑是被含載在一種惰性載體上的，并且所說的被含載的催化劑的裝填方式是，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的孔隙率以所說的第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞減。6．按照權(quán)利要求3所述的方法，其中，在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中裝填的每種催化劑是被含載在一種惰性載體上的，并且所說的被含載的催化劑的含載率以所說的第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞增。7．按照權(quán)利要求3所述的方法，其中，每種單獨(dú)的催化劑層含有每種催化劑和一種惰性物質(zhì)的混合物，所說的惰性物質(zhì)在所說的混合物中的含量以所說的第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞減。8．按照權(quán)利要求4所述的方法，其中，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中使用的每種催化劑的磷含量以所說的第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞增。9．按照權(quán)利要求4所述的方法，其中，在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中所說的鈉，鉀，銫，銣，和鉈的總量以所說的第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞減。10．按照權(quán)利要求9所述的方法，其中，在每種單獨(dú)的催化劑層中的裝填的每種催化劑是被含載在一種惰性載體上的，并且所說的被含載的催化劑的裝填方式是，每個(gè)單獨(dú)的催化劑層的孔隙率以所說的第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞減。11．按照權(quán)利要求9所述的方法，其中，在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中裝填的每種催化劑是被含載在一種惰性載體上的，并且所說的被含載的催化劑的含載率以所說的第一催化劑層至隨后的催化劑層的順序遞增。12．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所說的每個(gè)單獨(dú)的催化劑層被保持的熱傳遞介質(zhì)的溫度以所說的第一催化層至隨后的催化層的順序遞增。13．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中使用一個(gè)單一的反應(yīng)器，并且每個(gè)單獨(dú)的催化劑層被裝填在所說的反應(yīng)器中。14．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中使用了多個(gè)反應(yīng)器，并且在所說的單獨(dú)的反應(yīng)器中形成的多個(gè)催化劑層相互連接，其連接方式使第一催化劑層的出口處鄰-二甲苯，或萘，或兩者的轉(zhuǎn)化率為30％至70％，并且第二催化劑層的出口處鄰-二甲苯，或萘，或兩者的轉(zhuǎn)化率為70％或更高。15．一種使用一個(gè)或多個(gè)固定床反應(yīng)器，通過用鄰-二甲苯，或萘，或兩者與一種含氧氣體進(jìn)行氣-相催化氧化反應(yīng)生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法，其中所說的氣相催化反應(yīng)是在三個(gè)單獨(dú)的催化劑層中進(jìn)行的；鄰-二甲苯，或萘，或兩者在第一催化劑層的出口處的轉(zhuǎn)化率是30％至70％；和鄰-二甲苯，或萘，或兩者在第一催化劑層之后的第二催化劑層的出口處的轉(zhuǎn)化率是70％或至95％；和鄰-二甲苯，或萘，或兩者在第二催化劑層之后的第三催化劑層的出口處的轉(zhuǎn)化率是99％或更高。16．按照權(quán)利要求15所述的方法，其中，由下式定義的ΔT在第一催化劑層中為0．35至0．85℃／(g／Nm3)，在第二催化劑層中為0．45至1．20℃／(g／Nm3)，在第三催化劑層中為0．25至0．70℃／(g／Nm3)ΔT=(HS-M)／W其中HS是在每個(gè)單獨(dú)的催化劑層中的熱點(diǎn)溫度(℃)，M是每個(gè)單獨(dú)的催化劑層被保持的溫度(℃)，W是在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下相對(duì)于1立方米的含氧氣體的鄰二甲苯和萘的總量(克)。全文摘要本發(fā)明提供了一種使用一個(gè)或多個(gè)固定床反應(yīng)器通過用一種含氧氣體對(duì)鄰－二甲苯和或萘的氣－相催化氧化反應(yīng)生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐的方法。在這一方法中,氣相催化氧化過程是在三個(gè)或更多個(gè)不同的催化劑層中進(jìn)行的,并且在各個(gè)催化劑層中鄰－二甲苯和/或萘的轉(zhuǎn)化率被限定在特定的范圍內(nèi)。本方法可高產(chǎn)率生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐,可降低催化劑隨時(shí)間的延長(zhǎng)而受到的損害,即使當(dāng)通入高濃度的原料氣體時(shí)也可連續(xù)穩(wěn)定安全地生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐。文檔編號(hào)C07C51/31GK1280979SQ0010964公開日2001年1月24日申請(qǐng)日期2000年6月19日優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日發(fā)明者奧野政昭,高橋典申請(qǐng)人:株式會(huì)社日本觸媒