(57)【要約】  プロピレンの不均一触媒部分ガス酸化によってアクロレインまたはアクリル酸もしくはその混合物を製造する方法。この方法において、出発反応ガス混合物は、以下の含有量  ６から９容量％のプロピレン、  ８から１８容量％の分子状酸素、  ６から３０容量％のプロパン、および  ３２から７２容量％の分子状窒素を有する。
2008504310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペンの不均一触媒部分気相酸化によってアクロレインまたはアクリル酸もしくはその混合物を製造する方法であって、プロピレンおよび分子状酸素の反応物ならびに分子状窒素およびプロパンの不活性希釈ガスを含有し、分子状酸素およびプロピレンを≧１のＯ2：Ｃ3Ｈ6モル比において含む出発反応ガス混合物２を、高温において、活性組成物が元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床に導き、出発ガス混合物２が、その全容量に基づいて、以下の含有量：
６から９容量％のプロピレン、
８から１８容量％の分子状酸素、
６から３０容量％のプロパン、および
３２から７２容量％の分子状窒素
を有するが、但し、
出発反応ガス混合物２に存在するプロピレンに対する出発反応ガス混合物２に存在するプロパンのモル比Ｖ1が１から４であり、出発反応ガス混合物２に存在する分子状酸素に対する出発反応ガス混合物２に存在する分子状窒素のモル比Ｖ2が２から６であり、出発反応ガス混合物２に存在するに存在するプロピレンに対する出発反応ガス混合物２に存在する分子状酸素のモル比Ｖ3が１．３から２．４であることを特徴とする方法。
【請求項２】
出発反応ガス混合物２が、以下の含有量：
７から９容量％のプロピレン、
９．８から１６容量％の分子状酸素、
９から２５容量％のプロパン、および
３５から６５容量％の分子状窒素
を有するが、但し、
Ｖ1＝１から３．５
Ｖ2＝３から４．５および
Ｖ3＝１．４から２．２
であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
出発反応ガス混合物２が、以下の含有量：
７から９容量％のプロピレン、
９．８から１５容量％の分子状酸素、
１０．５から２０容量％のプロパン、および
４０から６０容量％の分子状窒素
を有するが、但し、
Ｖ1＝１．５から２．５
Ｖ2＝３．５から４．５および
Ｖ3＝１．５から２．１４
であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
Ｖ2が３．５から４である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
Ｖ3が１．５から２．０である、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
出発反応ガス混合物２が、以下の含有量：
７から９容量％のプロピレン、
９．８から１５．５容量％の分子状酸素、
１０．５から１５．５容量％のプロパン、および
４０から６０容量％の分子状窒素
を有するが、但し、
Ｖ1＝１．５から２．２
Ｖ2＝３．５から４．５および
Ｖ3＝１．５から２．１４
であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
Ｖ2が３．５から４である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
Ｖ3が１．５から２．０である、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
出発反応ガス混合物２が、以下の含有量：
７から８容量％のプロピレン、
１１．９から１５．５容量％の分子状酸素、
１１．９から１５．５容量％のプロパン、および
５０から６０容量％の分子状窒素
を有するが、但し、
Ｖ1＝１．７から２．１
Ｖ2＝３．５から４．５および
Ｖ3＝１．７から２．１
を特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
Ｖ2が３．５から４である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
Ｖ3が１．８から２．０である、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
出発反応ガス混合物２が、以下の含有量：
７から９容量％であるプロピレン、
９．８から１５容量％である分子状酸素、
２１から２８容量％であるプロパン、および
４０から６０容量％である分子状窒素
を有するが、但し、
Ｖ1＝３から４
Ｖ2＝３．５から４．５および
Ｖ3＝１．４から２．１４
であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
Ｖ2が３．５から４である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
Ｖ3が１．５から２．０である、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
プロピレン、分子状酸素、プロパン、および分子状窒素以外の成分の出発反応ガス混合物２における全含有量が、≦１０容量％である、請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
出発反応ガス混合物２が、化合物メタンおよびエタンの少なくとも一方を０．５から８容量％まで含む、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
出発反応ガス混合物２が、化合物メタンおよびエタンの少なくとも一方を０．５から５容量％まで含む、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
出発反応ガス混合物２が、化合物メタンおよびエタンの少なくとも一方を０．５から３容量％まで含む、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
出発反応ガス混合物２が、≦５容量％の水および≦５容量％の炭素酸化物を含む、請求項１から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
出発反応ガス混合物２が、≦３容量％の水および≦３容量％の炭素酸化物を含む、請求項１から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
出発反応ガス混合物２が、≦２容量％の水および≦２容量％の炭素酸化物を含む、請求項１から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
出発反応ガス混合物２が、≧０．５容量％の水を含む、請求項１から２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
プロピレン、分子状酸素、プロパン、および分子状窒素以外の成分の出発反応ガス混合物２における全含有量が、≦５容量％である、請求項１から２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
プロピレン、分子状酸素、プロパン、および分子状窒素以外の成分の出発反応ガス混合物２における全含有量が、≦３容量％である、請求項１から２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
出発反応ガス混合物２に存在するプロピレンに使用される源が、気相におけるプロパンの連続不均一触媒部分脱水素化および／または酸化的脱水素化の方法において形成されたプロピレンであるが、前記プロピレンから、不均一触媒部分脱水素化および／または酸化的脱水素化において未反応のプロパンを事前に分離する、請求項１から２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
プロパンの不均一触媒部分脱水素化が、自熱脱水素化である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
プロパンの不均一触媒部分脱水素化の方法が、
・脱水素化されるプロパンを含む出発反応ガス混合物１を、脱水素化域に連続的に供給し、
・脱水素化域において、出発反応ガス混合物１を、分子状水素およびプロピレンが触媒脱水素化によって形成される少なくとも１つの固定触媒床に導き、
・少なくとも１つの分子状酸素を含むガスを、脱水素化域に入る前および／または後に出発反応ガス混合物１に添加し、
・分子状酸素を、脱水素化域において、反応ガス混合物１に存在する分子状水素中での水蒸気に部分的に酸化し、
・分子状水素、水蒸気、プロピレン、および未変換プロパンの含む生成物ガスを、脱水素化域から取り出すが、但し、脱水素化域から取り出された生成物ガスを、同一組成の２つの部分に分割し、２つの部分の一方を、脱水素化サイクルガスとして脱水素化域にリサイクルする方法である、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
脱水素化サイクルガスを、出発反応ガス混合物１にリサイクルする、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
出発反応ガス混合物１が、
１５から２５容量％のプロパン、
２から６容量％のプロピレン、
５から２０容量の水蒸気、
２から１０容量％の分子状水素、
４０から７５容量％の分子状窒素、および
＞０から３容量％の分子状酸素
を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
生成物ガスが、プロパンおよびプロピレンを０．３から０．６６のプロペン対プロパン比率において含む、請求項２８または２９に記載の方法。
【請求項３１】
出発反応ガス２に存在するプロピレンに使用される源が、プロパン脱水素化の生成物ガスに存在するプロパンおよびプロピレン以外の成分の少なくとも５０容量％が分離されているプロパン部分脱水素化の生成物ガス混合物である、請求項１から２４のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
プロピレンの固定触媒床に関する毎時空間速度が、≧１３５ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈから３００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈである、請求項１から３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
単一通過におけるプロピレン変換が≧９０ｍｏｌ％であり、共に取り上げられるアクロレイン形成およびアクリル酸副生成物形成の関連選択性が≧９０ｍｏｌ％であり、
ａ）出発反応ガス混合物２に存在するプロピレンの固定触媒床に関する毎時空間速度が、≧１６０ｌ（ＳＴＰ）のプロピレン／ｌ固定触媒床・ｈであり、
ｂ）固定触媒床が、２つの空間連続反応域Ａ*、Ｂ*に配置された触媒床からなり、反応域Ａ*の温度が３００から３９０℃であり、反応域Ｂ*の温度が３０５から４２０℃であり、かつ同時に反応域Ａ*の温度より少なくとも５℃高く、
ｃ）出発反応ガス混合物２が、時間順序「まずＡ*」、「次いでＢ*」で反応域Ａ*、Ｂ*を通って流れ、
ｄ）反応域Ａ*が、４０から８０ｍｏｌ％のプロペンの変換にまで及ぶ、請求項１から３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
請求項１から３３のいずれかに記載の方法に引き続き、請求項１から３３のいずれかに記載の方法において形成されたアクロレインのアクリル酸への不均一触媒部分気相酸化の方法を行い、アクロレインを含む出発反応ガス３を、活性組成物が元素ＭｏおよびＶを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒に導く、請求項１から３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
出発反応ガス３が、以下の含有量：
４．５から８容量％のアクロレイン、
２．２５から９容量％の分子状酸素、
６から３０容量％のプロパン、
３２から７２容量％の分子状窒素、および
５から１５容量％の水蒸気
を有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
出発反応ガス混合物３が、４．５から９容量％の分子状酸素を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
出発反応ガス混合物３が、以下の含有量：
５．５から８容量％のアクロレイン、
２．７５から９容量％の分子状酸素、
１０から２５容量％のプロパン、
４０から７０容量％の分子状窒素、および
５から１５容量％の水蒸気
を有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
出発反応ガス混合物３が、５．５から９容量％の分子状酸素を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
出発反応ガス３が、以下の含有量：
６から８容量％のアクロレイン、
３から９容量％の分子状酸素、
１０から２０容量％のプロパン、
５０から６５容量％の分子状窒素、および
７から１３容量％の水蒸気
を有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
出発反応ガス３が、６から９容量％の分子状酸素を含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
出発反応ガス３が、６から７容量％のアクロレインを含む、請求項３９または４０に記載の方法。
【請求項４２】
出発反応ガス３が、１０から１６容量％のプロパンを含む、請求項３９から４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４３】
出発反応ガス３が、０．５から８容量％のメタンおよび／またはエタンを含む、請求項３５から４２のいずれかに記載の方法。
【請求項４４】
固定触媒床に関するアクロレインの毎時空間速度が、≧１３５ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈから２９０ｌ（ＳＴＰ）／１・ｈである、請求項３４から４３のいずれかに記載の方法。
【請求項４５】
単一通過におけるアクロレイン変換が、≧９０ｍｏｌ％であり、アクリル酸形成の関連選択性が≧９０  ｍｏｌ％であり、
ａ）出発反応ガス３に存在するアクロレインの固定触媒床に対する毎時空間速度が、≧１５０ｌ（ＳＴＰ）のアクロレイン／ｌ固体触媒床・ｈであり、
ｂ）固定触媒床が、２つの空間連続反応域Ｃ*、Ｄ*に配置された１つの固定触媒床からなり、反応域Ｃ*の温度が２３０から２７０℃であり、反応域Ｄ*の温度が２０５から３００℃であり、かつ同時に反応域Ｃ*の温度より少なくとも５℃高く、
ｃ）出発反応ガス３が、時間順序「まずＣ*」、「次いでＤ*」で反応域Ｃ*、Ｄ*を通って流れ、
ｄ）反応域Ｃ*が、５５から８５ｍｏｌ％のアクロレインの変換にまで及ぶ、
請求項３４から４３のいずれかに記載の方法。
【請求項４６】
・請求項１から２４のいずれかに記載の方法に引き続き、場合により、請求項１から２４のいずれかに記載の方法において形成されたアクロレインの不均一触媒部分気相酸化の方法を行い、このアクロレインを、出発反応ガス混合物３の成分として、活性組成物が元素ＭｏおよびＶを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床に導き、
・請求項１から２４のいずれかに記載の方法に先行する第１段階において、プロパンを、出発反応ガス混合物１の成分として気相における部分不均一触媒脱水素化に供して、プロピレンおよび未変換プロパンを含む生成物ガス混合物１を形成させ、
・先行段階のプロピレンおよび未変換プロパンを含む生成物ガス混合物１から、そこに存在するプロパンおよびプロピレン以外の成分を、場合により部分量を分離し、次いで、それを出発反応ガス混合物２の成分として使用し、
・アクロレイン、アクリル酸、またはその混合物を、部分気相酸化から得られる生成物ガス混合物から対象生成物として分離し、少なくともこの分離において残存する未変換プロパンを、先行第１段階にリサイクルし、
・新鮮なプロパンを、出発反応ガス混合物２および／または出発反応ガス混合物３に添加する、請求項１から２４に記載の方法。
【請求項４７】
アクロレイン部分酸化の生成物ガス混合物を、場合により直接および／または間接の冷却後、分離作用を有する内部取付物を含むカラム中で昇順で粗アクリル酸を側方取りだししつつ分離凝縮し、ならびに／あるいは水および／または水溶液で吸収させる方法を引き続き行う、請求項３４から４６のいずれかに記載の方法。
【請求項４８】
粗アクリル酸を、懸濁結晶化に供して、アクリル酸懸濁結晶化物と残存する母液を形成する方法を引き続き行う、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
アクリル酸懸濁結晶化物を、洗浄カラムによって残存する母液から分離する方法を引き続き行う、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
洗浄カラムが、結晶床の強制輸送を有するものである、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
洗浄カラムが水圧式洗浄カラムである、請求項４９または５０に記載の方法。
【請求項５２】
使用される洗浄液体が、洗浄カラムにおいて事前に分離されたアクリル酸結晶化物の溶融物である、請求項４９から５１のいずれかに記載の方法。
【請求項５３】
分離されたアクリル酸懸濁結晶化物を溶融し、ポリマーに遊離基重合させる方法を引き続き行う、請求項４９から５２のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロペンの不均一触媒部分気相酸化によるアクロレイン、またはアクリル酸、もしくはその混合物を製造する方法に関する。この場合、プロピレンおよび分子状酸素の反応物、ならびに分子状窒素およびプロパンの不活性希釈ガスを含有し、分子状酸素およびプロピレンを≧１のモルＯ2：Ｃ3Ｈ6比で含む出発反応ガス混合物は、活性組成物が元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床を経て高温において伝達される。
【０００２】
アクロレインは、たとえば、プロペンの２段階不均一触媒部分気相酸化によるアクリル酸の製造において、中間物として特に重要な反応性モノマーである。アクリル酸は、たとえば、他の使用者間において接着剤または水吸収剤の材料としての使用法を見つけることが可能であるポリマーを製造するために、それ自体としてまたはアルキル・エステルの形態において適切である。
【０００３】
本文書のプリアンブルにおいて記述された方法によるアクロレインの製造は、不均一触媒部分気相酸化について既知である（たとえば、ＥＰ‐Ａ  １１  ０６  ５９８、ＷＯ  ９７／３６８４９、ＥＰ‐Ａ  ２９３  ２２４、ＷＯ  ０１／９６２７１、ＤＥ‐Ａ  １９８  ３７  ５１７、ＥＰ‐Ａ  ２７４  ６８１、ＤＥ‐Ａ  １９８  ３７  ５１９、ＤＥ‐Ａ  １９８  ３７  ５２０、ＥＰ‐Ａ  １１７  １４６、ＷＯ  ０３／１１８０４、ＵＳ  ３，１６１，６７０、ＷＯ  ０１／９６２７０、ＤＥ‐Ａ  １９５  ０８  ５５８、ＤＥ‐Ａ  ３３  １３  ５７３、ＤＥ‐Ａ  １０２  ４５  ５８５、ＷＯ  ０３／０７６３７０、ＤＥ‐Ａ  １０３  １６  ０３９、ＷＯ  ０４／０３１１０６、およびドイツ出願ＤＥ‐Ａ  １０  ２００４  ０３２  １２９、ならびにこれらの文書において引用された従来の技術を参照されたい）。通常、これは、プロペンからアクリル酸の２段階不均一触媒気相部分酸化の第１段階を形成し、第１反応段階においてプロペンは、アクロレインに事実上部分的に酸化され、第２反応段階において、第１反応段階において形成されたアクロレインは、アクリル酸に事実上部分的に酸化される。この文脈では、産業用実施形態は、第１反応段階において形成されたアクロレインが分離されず、むしろ、適切であれば分子状酸素および不活性ガスが補足され、かつ適切であれば直接および／または間接冷却によって冷却される場合、第１反応段階を出る生成物ガス混合物の成分として第２反応段階に伝達されるような方式で通常構成されることが重要である。
【０００４】
プロペンからアクロレインの対象生成物または不均一触媒気相部分酸化は、アクロレインである。
【０００５】
固定触媒床におけるすべての不均一触媒気相部分酸化の問題は、反応ガス混合物が固定触媒床を通って流れる際、反応ガス混合物が、ホットスポット値として知られる最大値を通過することである。このホットスポット値は、固定触媒床の外部加熱および反応熱からなる。
【０００６】
したがって、便宜上、固定触媒床の温度および固定触媒床の有効温度は、互いに区別される。固定触媒床の温度は、部分酸化方法が実施されているときであるが、化学反応が理論的には存在しない状態における（すなわち、反応熱の影響がない）固定触媒床の温度を指す。対照的に、固定触媒床の有効温度は、部分酸化の反応熱を含む固定触媒床の実際の温度を指す。固定触媒床の温度が固定触媒床に沿って一定ではないとき（たとえば、複数の温度域の場合）、固定触媒床の温度という用語は、固定触媒床に沿った温度の（数値的）平均を意味する。全長にわたる固定触媒床の温度は、当然、温度がある長さにわたって一定であり、次いで突然変化し、この新しい値を他の長さにわたって維持するなどというような方式で構成されることも可能である。その場合、２つ以上の温度域（または反応域）を有する、あるいは２つ以上の温度域（または反応域）に位置する固定触媒床（固定床触媒充填）が言及される。そのような温度域（または反応域）を実装する触媒充填反応器が、１域反応器または複数域反応器として対応して言及される（たとえば、ＷＯ  ０４／０８５３６９を参照されたい）。反応ガス混合物の温度と共通して、固定触媒床の有効温度も、同様に、反応ガス混合物の流れ方向においてホットスポット値を通過する。
したがって、プロピレンからアクロレインの不均一触媒部分気相酸化の１つの目的は、ホットスポット温度を構成し、それに関して非常に好適な方式で固定触媒床の温度の上昇に対する感度を構成することである。したがって、過度に高いホットスポット温度は、一般に、固定触媒床の寿命を短縮し、対象生成物形成（この場合は：アクロレイン）の選択性を低減する。より低いホットスポット温度は、通常、固定触媒床の温度の上昇に対する感度の低減を伴う。たとえば、部分酸化が管束反応器において実施されるとき、これは、温度勾配が反応器の断面にわたって存在する結果として、個々の触媒チューブにより、特定の触媒チューブに配置された触媒床について異なる温度が生じるとき、好適であることが判明している。反応ガス混合物にプロパンが存在することにより、プロパンの比熱が比較的増大した結果として、より低いホットスポット温度が得られる（たとえば、ＥＰ‐Ａ  ２９３２２４を参照されたい）。
【０００７】
さらに、プロパンの存在により、その可燃性のために、反応ガス混合物の爆発行為が促進される（たとえば、ＤＥ‐Ａ  １９５  ０８  ５５８を参照されたい）。
【０００８】
一方、反応ガス混合物にプロパンが存在することにより、望ましくない方式で、プロピオンアルデヒドおよび／またはプロピオン酸の望ましくない形成が促進されることが既知である（たとえば、ＷＯ  ０１／９６２７０を参照されたい）。したがって、ＷＯ  ０１／９６２７０は、反応ガス混合物を分子状窒素で希釈し、酸素源としてたとえば空気を使用することを推奨する。この手続きの１つの利点は、比較的経済的な酸素源を同時に使用することである。従来の技術におけるこの方法の他の目的は、プロペン源として、プロパンからプロピレンの不均一触媒酸化的脱水素化および／または脱水素化を使用することができ、同時に、未変換プロパンから形成されたプロピレンをその後分離することを必要とせず、したがって経済的に実現可能なプロピレン源を利用可能とすることができることである（たとえば、ＷＯ  ０３／０１１８０４、ＤＥ‐Ａ  １９８  ３７  ５１７、ＤＥ‐Ａ  １９８  ３７  ５１９、ＤＥ‐Ａ  １９８  ３７  ５２０、ＷＯ  ０１／９６３７０、ＤＥ‐Ａ  １０２  ４５  ５８５、およびＷＯ  ０３／７６３７０を参照されたい）。
【０００９】
この目的について、ＷＯ  ０１／９６２７０は、比較的低いプロパン変換での不均一触媒プロパン脱水素化を推奨する。
【００１０】
一方、たとえば、ＥＰ  ９９０  ６３６およびＥＰ‐Ａ  １０  ７０  ７００は共に、対象生成物の最大空間‐時間歩留まりを達成するために、アクロレインへのプロペン部分酸化の出発反応ガス混合物において最大のプロペン含有量を必要とする。
【００１１】
高プロパン変換は、実際、プロピレン部分酸化の出発反応ガス混合物においてプロピレン含有量の増大を確立する可能性を促進する。しかし、これは、まず、残存するプロパンの割合が低減され、これはホットスポットの形成および爆発行為に対して不利な影響を有し、脱水素化または酸化的脱水素化に付随する２次成分の形成（たとえば、Ｈ2またはＨ2Ｏ）が高プロパン変換では増大するという点で不都合である。たとえば、ＥＰ‐Ａ  １１７  １４６、ＤＥ‐Ａ  ３３  １３  ５７３、およびＵＳ‐Ａ  ３，１６１，６７０によって推奨されるように、結果的な脱水素化および／または酸化的水素化混合物が、その後のプロピレン部分酸化の出発反応ガス混合物の製造にそれ自体としてこの場合に使用される場合、比較的大容量の出発反応ガス混合物が得られる。しかし、反応ガスストリームを伝達する最大の経済的実現性の観点から、小容量が有利である。これは、文献ＷＯ  ０４／８５３６５、ＷＯ  ０４／８５３６７、ＷＯ  ０４／８５３６９、ＷＯ  ０４／８５３７０、ＷＯ  ０４／８５３６３、ＷＯ  ００／５３５５９、ＷＯ  ０４／８５３６２、ＷＯ  ００／５３５５７、およびＤＥ‐Ａ  １９９  ４８  ２４８において主張されている原理による触媒充填に関する高毎時空間速度が実現される場合、特に当てはまる。
【００１２】
一方、高脱水素化または酸化的脱水素化変換は、非常に経済的に実現可能なプロピレン製造の目的について好適である。反対に、出発反応ガス混合物においてプロペン含有量を増大させることは、触媒充填の行為が最適に展開されることを可能にするために、含有量においてプロピレンに対する分子状酸素のモル比を増大させることを必要とする。
【００１３】
同時に、部分酸化の生成物ガス混合物における過度に高い残留酸素含有量は、未変換プロパンを備え、かつ対象生成物をこの生成物ガス混合物からプロピレンの製造のために使用される不均一触媒プロパン脱水素化に分離した後に残存する残留ガスを有利に再使用する場合、脱水素化されるプロパンを不利に攻撃して、プロペン形成の選択性を低下させるという点で不都合であることが判明している。一般に、不均一触媒プロパン脱水素化が、不均一触媒プロパン酸化的脱水素化より好ましい。
【００１４】
酸素が存在することによって強制され、かつ遊離水素が中間物として形成されず（プロパンから引き出された水素は、水（Ｈ2０）から直接引き出される）、また検出可能でもない発熱性不均一触媒酸化的脱水素化とは対照的に、不均一触媒脱水素化は、熱特性が酸化的脱水素化とは対照的に吸熱性であり（発熱性水素燃焼は、その後の段階として不均一触媒脱水素化に含むことが可能である）、かつ遊離な分子状水素が少なくとも中間物として形成される（「従来の」）脱水素化を指す。これは、一般に、酸化的脱水素化とは異なる反応条件および異なる触媒を必要とする。
【００１５】
本文書では、新鮮プロパンは、あらゆる化学反応にまだ関与していないプロパンを指す。一般に、これは、プロパン以外の少量の成分をも含む粗プロパンである（これは、ＤＥ‐Ａ  １０２  ４６  １１９およびＤＥ‐Ａ  １０２  ４５５  ８５による仕様を満たすことが好ましい）。
【００１６】
本文書では、アクロレインへのプロペン部分酸化の出発反応ガス混合物は、同様に、ＤＥ‐Ａ  １０２  ４６  １１９およびＤＥ‐Ａ  １０２  ４５  ５８５において推奨される仕様を満たすことが適切である。
【００１７】
（出発）反応ガス混合物の反応段階に触媒作用を及ぼす触媒床に関する毎時空間速度は、本文書では、１リットルの固定触媒床を経て１時間あたりに伝達される標準リットル（＝ｌ（ＳＴＰ）；適切な量の（出発）反応ガス混合物が標準条件（０°Ｃ、１バール）下において摂取されるリットルで表された容量）で表された（出発）反応ガス混合物の量を指す。
【００１８】
毎時空間速度は、（出発）反応ガス混合物の１つの成分にのみ基づくことも可能である。その場合、これは、１時間あたりに１リットルの固定触媒床を経て伝達されるｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈで表されたこの成分の量である（純粋な不活性材料の充填は、固定触媒床には含まれない）。
【００１９】
本文書では、不活性ガスは、適切な反応条件下においてほぼ不活性に振舞う反応ガス成分を指し、この不活性反応ガス成分を単独で見ると、９５ｍｏｌ％を超える程度まで、好ましくは９９ｍｏｌ％を超える程度まで化学的に変化しないままである。
【００２０】
プロペンからアクロレインの不均一触媒部分酸化について従来の技術の上記でまとめられた推奨の欠点は、それぞれ個々の態様のみを強調することである。したがって、本発明の目的は、従来の技術において詳述された異なる個々の態様を全体として最適化方式で考慮する、プロペンからアクロレインの不均一触媒部分酸化の改良方法を提供することである。
【００２１】
したがって、プロペンの不均一触媒部分気相酸化によるアクロレインまたはアクリル酸もしくはその混合物を製造する方法が見つけられた。この場合、プロピレンおよび分子状酸素の反応物ならびに分子状窒素およびプロパンの不活性希釈ガスを含有し、かつ分子状酸素およびプロピレンを≧１のモル希釈剤Ｏ2：Ｃ3Ｈ6比において含む出発反応ガス２が、活性組成物が元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床を経て高温において実施され、出発反応ガス２は、その容量全体に基づいて、以下の含有量：
８から９容量％のプロピレン、
６から１８容量％の分子状酸素、
６から３０容量％のプロパン、および
３２から７２容量％の分子状窒素プロピレン
を有し、出発反応ガス２に存在するプロパンと出発反応ガス２に存在するプロピレンのモル比Ｖ1が１から４であり、出発反応ガス２に存在する分子状窒素と出発反応ガス２に存在する分子状酸素のモル比Ｖ2が２から６であり、出発反応ガス２に存在する分子状酸素と出発反応ガス２に存在するプロピレンのモル比Ｖ3が１．３から２．４であることを特徴とする。
【００２２】
本発明による方法は、具体的にはＶ1＝１から４という要件によって、従来の技術の方法とは異なる。従来の技術のすべての作用例において、Ｖ1≧４．５である。後者は、プロピオンアルデヒドおよびプロピオン酸の副生成物形成の選択性に対して不利な影響を有し、プロピレン源としての不均一触媒プロパン脱水素化の可能な変換を限定し、爆発行為に関して必須としない。
【００２３】
好ましくは本発明によれば、出発反応ガス混合物２の含有量は、
７から９容量％のプロピレン、
９．８から１６容量％の分子状酸素、
９から２５容量％のプロパン、および
３５から６５容量％の分子状窒素
を有し、
Ｖ1＝１から３．５、
Ｖ2＝３から４．５および
Ｖ3＝１．４から２．２
を特徴とする。
【００２４】
より好ましくは本発明によれば、出発反応ガス混合物２の含有量は、
７から９容量％のプロピレン、
９．８から１５容量％の分子状酸素、
１０．５から２０容量％のプロパン、および
４０から６０容量％分子状窒素
であり、
Ｖ1＝１．５から２．５
Ｖ2＝３．５から４．５（好ましくは３．５から４）
Ｖ3＝１．４から２．１４（好ましくは１．５から２．０）
を特徴とする。
【００２５】
さらにより好ましくは本発明によれば、出発反応ガス混合物２の含有量は、
７から９容量％のプロピレン、
９．８から１５．５容量％の分子状酸素、
１０．５から１５．５容量％のプロパン、および
４０から６０容量％の分子状窒素
であり、
Ｖ1＝１．５から２．２
Ｖ2＝３．５から４．５（好ましくは３．５から４）および
Ｖ3＝１．４から２．１４（好ましくは１．５から２．０）
を特徴とする。
【００２６】
本発明による最も好ましい方法の実施形態では、出発反応ガス混合物２の含有量は、
７から８容量％のプロピレン、
１１．９から１５．５容量％の分子状酸素、
１１．９から１５．５容量％のプロパン、および
５０から６０容量％の分子状窒素
であり、
Ｖ1＝１．７から２．１
Ｖ2＝３．５から４．５（好ましくは３．５から４）
Ｖ3＝１．７から２．１（好ましくは１．８から２．０）
を特徴とする。
【００２７】
本発明による方法の代替実施形態では、出発反応ガス混合物２の含有量は、
７から９容量％のプロピレン、
９．８から１５容量％の分子状酸素、
２１から２８容量％のプロパン、および
４０から６０容量％の分子状窒素
であり、
Ｖ1＝３から４
Ｖ2＝３．５から４．５（好ましくは３．５から４）
Ｖ3＝１．４から２．１４（好ましくは１．５から２．０）
を特徴とする。
【００２８】
特に一般的には、上述されたすべての本発明の出発反応ガス混合物２について、プロピレン、分子状酸素、プロパン、および分子状窒素以外の成分の全含有量が、≦１０容量％であるときが好適である。他の成分のこの最高で１０容量％のうち、最高で８容量％がエタンおよび／またはメタンであることが可能である（しかしそうでない場合でも、この含有量のエタンおよびメタンが存在することが可能である）。しかし、一般に、エタンおよび／またはメタンの本発明の出発反応ガス２における全含有量は、≦５容量％、通常は≦３容量％、多くの場合は≦２容量％である。しかし、実質的に不活性な振舞いの結果として≧０．５容量％のような含有量が、本発明によれば完全に可能であり、かつメタンおよびエタンの好適な伝熱性のために本発明によれば有利である。本発明によれば、述べられたすべての本発明の出発反応ガス２は、≦５容量％の水、および５容量％の炭素酸化物（ＣＯ2および／またはＣＯ）を含むことが有利である。すべての本発明の出発反応ガス混合物２は、≦３容量％の水、および≦３容量％の炭素酸化物を含むことが特に有利である。同じ含有量の限度が、含有量が無視できるくらい少量であることが特に有利である分子状水素に当てはまることが好ましい。特に非常に有利には、すべての本発明の出発反応ガス混合物２は、≦２容量％の水、および２容量％の炭素酸化物を含む。出発反応ガス混合物２における０．５≧容量％の水の含有量が、一般に好適である。
【００２９】
また、本発明によれば、上述された本発明の始反応ガス混合物２のすべてにおけるプロピレン、分子状酸素、プロパン、および分子状窒素以外の成分の全含有量が≦５容量％、特に有利には３容量％≦であるときも好適である。特に本発明によれば、好適には上述された本発明の出発反応ガス混合物のすべてのＶ2は、ほぼ３．７３である。上述された本発明の出発反応ガス混合物について規定された好ましい領域Ｖ2およびＶ3は、互いに独立して適用される。
【００３０】
本発明による方法について、有用なプロペン源は、気相においてプロパンを連続的に不均一触媒部分脱水素化および／または酸化的脱水素化する方法において形成されるプロピレンであることが有利であり、不均一触媒部分脱水素化および／または酸化的脱水素化において未変換のプロパンは、事前にこのプロピレンから分離される必要はない。
【００３１】
原理的には、プロパンのすべての既知の不均一触媒部分脱水素化は、たとえば、文献ＷＯ  ０３／０７６３７０、ＷＯ  ０１／９６２７１、ＥＰ‐Ａ  １１７  １４６、ＷＯ  ０３／０１１８０４、ＵＳ‐Ａ  ３，１６１，６７０、ＷＯ  ０１／９６２７０、ＤＥ‐Ａ  ３３  １３  ５７３、ＤＥ‐Ａ  １０２  ４５  ５８５、ＤＥ‐Ａ  １０３  １６  ０３９、およびドイツ出願ＤＥ‐Ａ  １０  ２００４  ０３２  １２９から既知であるように、この目的について有用である。
【００３２】
従来の技術においてこの目的について既知であるすべての脱水素触媒も、同様に有用である。脱水素化は、固定触媒床において実施されることが有利である。
【００３３】
脱水素触媒は、酸化物の性質のもの（たとえば、クロム酸化物および／またはアルミニウム酸化物）、ならびにほぼ酸化物の担持体の上に付着された少なくとも１つの一般に比較的貴の金属（たとえば白金）からなるものの２つの群に概ね分割することができる。使用することが可能である脱水素触媒は、ＤＥ‐Ａ  １０２  １９  ８７９、ＷＯ  ０１／９６２７０、ＥＰ‐Ａ  ７３１  ０７７、ＤＥ‐Ａ  １０２１１２７５、ＤＥ‐Ａ  １０１３１２９７、ＷＯ  ９９／４６０３９、ＵＳ‐Ａ  ４  ７８８  ３７１、ＥＰ‐Ａ‐０  ７０５  １３６、ＷＯ  ９９／２９４２０、ＵＳ‐Ａ  ４  ２２０  ０９１、ＵＳ‐Ａ  ５  ４３０  ２２０、ＵＳ‐Ａ  ５  ８７７  ３６９、ＥＰ‐Ａ‐０  １１７  １４６、ＤＥ‐Ａ  １９９  ３７  １９６、ＤＥ‐Ａ  １９９  ３７  １０５、およびＤＥ‐Ａ  １９９  ３７  １０７において推奨されているもののすべて、ならびにまたＤＥ‐Ａ  １０２  １９  ８７９の実施例４による触媒をも含む。具体的は、ＤＥ‐Ａ  １９９  ３７  １０７による実施例１、実施例２、実施例３、および実施例４による触媒、ＤＥ‐Ａ  １０２  １９  ８７９により触媒、ＷＯ  ０２／５１５４７、ＷＯ  ０２／５１５４０、およびＤＥ‐Ａ  １０２００５００２１２７の触媒が使用されることが可能である。
【００３４】
これらは、１０から９９．９重量％のジルコニウム二酸化物、０から６０重量％のアルミニウム酸化物、二酸化シリコンおよび／または二酸化チタン、ならびに０．１から１０重量％の元素の周期表の第１主群または第２主群の少なくとも１つの元素、第３遷移群の要素、第８遷移群の要素、ランタンおよび／または錫を含む脱水素触媒であり、重量によるパーセンテージの合計が１００重量％であることを特徴とする。
【００３５】
また、実施例におよび本文書の比較例おいて使用される脱水素触媒も特に適切である。
【００３６】
一般に、脱水素触媒は、触媒押出し物（直径は通常１から１０ｍｍ、好ましくは１．５から５ｍｍ；長さは通常は１から２０ｍｍ、好ましくは３から１０ｍｍ）、タブレット（押出し物と同じ寸法であることが好ましい）、および／または触媒リング（各場合の外形および長さは通常２から３０ｍｍまたは１０ｍｍまで、壁の厚さは適切には１から１０ｍｍ、または５ｍｍまで、または３ｍｍまで）。
【００３７】
一般に、脱水素触媒（具体的には本文書の実施例によって使用されるものおよびＤＥ‐Ａ  １９９  ３７  １０７において推奨されるもの（具体的にはこのＤＥ‐Ａの例示的な触媒））は、プロパンの脱水素化および分子状水素の燃焼の両方に触媒作用を及ぼすことができるようなものである。触媒に対して競合する条件の場合、水素の燃焼は、プロパンの脱水素化と比較して、はるかに迅速に進行する。
【００３８】
不均一触媒プロパン脱水素化の実施について、原理的には、従来の技術において既知のすべての反応器のタイプおよび方法の変形形態が有用である。そのような方法変形形態の記述は、たとえば、脱水素化および脱水素触媒に関して引用されたすべての従来の技術の文書に包含されている。
【００３９】
プロパンの部分不均一触媒脱水素化の特徴は、それが吸熱的に進行することである。これは、必要な反応温度の達成および反応に必要な熱（エネルギー）が、事前におよび／または不均一触媒脱水素化の過程において、出発反応ガスに供給されなければならないことを意味する（不均一触媒プロパン脱水素化の（出発）反応ガス混合物は、本文書では、（出発）反応ガス混合物１としても言及される）。適切であれば、反応ガス混合物は、それ自体から必要な反応熱を引き出さなければならない。
【００４０】
さらに、プロパンの不均一触媒脱水素化では、必要な高い反応温度のために、炭素までを含めて、高沸点を有する少量の高分子量有機化合物が形成され、触媒表面の上に付着され、それにより触媒を不活性化することが一般的である。この不利な付随する現象を最小限に抑えるために、不均一触媒脱水素化の触媒表面上にわたって高温において通過するプロパン包含反応ガス混合物は、水蒸気で希釈することができる。付着する炭素は、石炭ガス化の原理による結果的な条件下において部分的にまたは完全に排除される。
【００４１】
付着炭素化合物を排除する他の手段は、酸素（適切には炭化水素が存在しない）を含む気体が時々（必要であれば毎日）高温において脱水素触媒を通って流れ、それにより付着炭素を実質的に燃焼し去ること可能にするものである。しかし、炭素付着物の形成を大きく抑制することは、プロパンが高温において脱水素触媒にわたって伝達される前に、不均一触媒作用下において分子状水素を脱水素化されるプロパンに追加することによっても可能である。
【００４２】
当然、不均一触媒作用下において脱水素化されるプロパンに水蒸気および分子状水素の混合物を追加することも可能である。プロパンの不均一触媒脱水素化に分子状水素を追加することにより、副生成物としてアレン（プロパジエン）、プロピン、およびアセチレンの望ましくない形成も低減される。このようにして添加した水素の部分酸化は、同様に、必要な反応熱を供給することもできる。
【００４３】
本発明の本質的な特徴は、有用なプロペン源が、プロパン変換が２０から３０ｍｏｌ％（脱水素化を経た新鮮なプロパンの単一通過に基づく）である不均一触媒プロパン部分脱水素化でもあることである。しかし、本発明による方法のプロペン源として特に好適な不均一触媒プロパン部分脱水素化は、上述されたプロパン変換が３０から６０ｍｏｌ％、好ましくは３５から５５ｍｏｌ％、およびより好ましくは３５から４５ｍｏｌ％のものである。
【００４４】
上述されたプロパン変換を実現するために、０．３から１０バール、または有利には３バールまでの作業圧力において、不均一触媒プロパン脱水素化を実施することが好適である。また、不均一触媒作用下において脱水素化されるプロパンを水蒸気で希釈することも好適である。したがって、第１に、水の熱容量は脱水素化の吸熱効果の一部を相殺し、第２に、水蒸気での希釈は部分反応物および生成物の圧力を低減し、これは、脱水素化の平衡位置に対して好適な影響を有する。さらに、水蒸気の使用は、すでに述べられたように、具体的には望ましい高プロパン変換の場合、貴金属を含む脱水素触媒の操業時間に対して有利な影響を有する。必要であれば、分子状水素は、他の成分として添加することも可能である。出発反応ガス混合物１における分子状水素とプロパンのモル比は、一般に≦５である。出発反応ガス１における水蒸気とプロパンのモル比は、≧０．０５から２または１であることが適切である。
【００４５】
一般に、出発反応ガス１における水蒸気の量は、最小量であることが好ましく、かつ追求される。２０から３０ｍｏｌ％の範囲における新鮮なプロパンに基づくプロパン変換の場合、適切であれば出発反応ガス混合物１にリサイクルされる酸化サイクルガスに通常存在する水蒸気の量は、通常、不均一触媒脱水素化の水蒸気供給として十分である。新鮮なプロパンに基づくより高いプロパン変換では、水蒸気は、通常、付加的に添加し、たとえば分離された方法用水とすることが可能である。酸化サイクルガス（たとえば、ＥＰ‐Ａ  １１  ８０  ５０８およびドイツ出願ＤＥ‐Ａ  １０  ２００４  ０３２  １２９を参照されたい）は、通常、対象生成物が部分酸化の生成物混合物からある程度選択的に分離された後（たとえば、適切な溶媒に吸収することによって、または断片的な凝縮によって）、少なくとも１つの有機化合物（本明細書ではプロピレンおよび／またはアクロレイン）の１段階または複数段階の不均一触媒気相部分酸化後に残存する残留ガスを通常指す。一般に、これは、部分酸化に使用される不活性希釈剤ガス、および部分酸化の副生成物として通常形成された（または、本発明によればより好ましくないことである希釈剤ガスとして添加した）水蒸気、ならびに望ましくない完全酸化によって形成された炭素酸化物から主になる。
【００４６】
さらに、これは、通常、部分酸化において消費されていない酸素および未変換有機出発化合物（本明細書ではプロピレンおよび／またはアクロレイン）の残留量、ならびに非常に少量の対象生成物を依然として含む。
【００４７】
本発明の部分酸化の場合、酸化サイクルガスは残存するプロパンを備え、したがって、プロピレン源として適切に作用する不均一触媒プロパン脱水素化にリサイクルされることが有利である。
【００４８】
原理的には、プロピレン源として機能する不均一触媒プロパン部分脱水素化は、（準）断熱的かつ同時に吸熱的に実施することが可能である。この場合、出発反応ガス混合物は、一般に、５００から７００℃（または５５０から６５０℃）の温度に加熱される（たとえば、周囲壁の直接点火によって）。少なくとも１つの触媒床を断熱的に通過する場合、反応ガス混合物は、変換および希釈に応じて約３０°Ｃから２００°Ｃに冷却される。熱キャリアとして水蒸気が存在することも、断熱モードの観点から顕著に有利になる。より低い反応温度により、使用される触媒床のより長い操業時間が可能になる。より高い反応温度は、変換の推進を支持する。
【００４９】
応用の観点から、本発明による方法のプロピレン源としての不均一触媒プロパン脱水素化は、トレイ反応器の形態で実現されることが適切である。
【００５０】
これは、空間的に連続して脱水素化に触媒作用を及ぼす２つ以上の触媒床を含むことが適切である。触媒床の数は、１から２０、適切には２から８、または３から６とすることが可能である。プロパン変換の推進は、トレイの数を増やすことでますます容易に達成することができる。触媒床は、径方向または軸方向に連続して配置されることが好ましい。応用の観点から、そのようなトレイ反応器において固定床の形態の触媒床を使用することが適切である。
【００５１】
最も簡単な場合、高炉反応器における固定触媒床は、軸方向に、または同心状円筒格子の環状ギャップにおいて構成される。しかし、重なるセグメントにおいて環状ギャップを構成して、気体が１つのセグメントからそれより上または下にある次のセグメントに径方向に通過した後、気体を伝達することも可能である。
【００５２】
反応ガス混合物１は、たとえば高温ガスによって加熱された熱交換器表面（たとえばリブ）の上を通過させることによって、または高温燃焼ガスによって加熱されたパイプを通過させることによって、１つの触媒床から次の触媒床の経路上にあるトレイ反応器において中間加熱を受けることが適切である。
【００５３】
そうでない場合にトレイ反応器が断熱的に動作されるとき、具体的にはＤＥ‐Ａ  １９９  ３７  １０７に記載されている触媒、特に例示的な実施形態のものを使用するとき、≦３０％ｍｏｌの新鮮なプロパンに基づくプロパン変換が、４５０℃から５５０℃の温度に事前に加熱された脱水素化反応器の中に反応ガス混合物１を伝達し、それをトレイ反応器内においてこの温度範囲内に維持するのに十分である。これは、それによりプロパン脱水素化全体を非常に低い温度において実現することができることを意味し、これは、２つの再生成間の固定触媒床の操業時間について特に好適であることが判明している。より高いプロパン変換では、反応ガス混合物１は、より高い温度（これらは最高で７００℃とすることが可能である）に事前に加熱された脱水素化反応器の中に伝達され、トレイ反応器内においてこの高い温度範囲内に維持されることが適切である。
【００５４】
上記で概説された中間加熱を直接的に実施することがさらにより的確である（自熱方法）。このために、反応ガス混合物１が第１触媒床を通って流れる前に限定量の分子状酸素が反応ガス混合物１に添加し（この場合、出発反応ガス混合物１は追加の分子状水素を含むはずである）、および／または下流触媒床の間を流れる前に添加する。したがって、出発反応ガス１に存在する、不均一触媒プロパン脱水素化の過程において形成され、および／または反応ガス混合物１に添加した（適切であれば、プロパン燃焼が些少な程度付随する）分子状水素を限定的に燃焼させることが可能である（一般に脱水素触媒自体によって触媒作用を及ぼされる）。応用の観点から、水素の燃焼に特に特定的に（選択的）触媒作用を及ぼす触媒で充填されている触媒床をトレイ反応器において挿入することも適切である可能性がある（有用な触媒の実施例には、文献ＵＳ‐Ａ  ４７８８３７１、  ＵＳ‐Ａ  ４８８６  ９２８、ＵＳ‐Ａ  ５  ４３０  ２０９、ＵＳ‐Ａ  ５  ５３０  １７１、ＵＳ‐Ａ  ５５２７  ９７９、およびＵＳ‐Ａ  ５５６３３１４のものがある；たとえば、そのような触媒床は、脱水素触媒を含む床の代わりにトレイ反応器において収容することが可能である）。それにより、放出された反応熱により、準自熱方式において不均一触媒プロパン脱水素化の実質的に等温の動作が可能になる（著しい発熱は本質的にゼロである）。触媒床における反応ガスの選択滞在時間は長くなるので、プロパン脱水素化は、低下した温度またはほぼ一定の温度において可能であり、これにより、２つの再生成間において特に長い操業時間が可能になる（極端な場合、オートサーミシティを保証するために、プロパンを燃焼させることのみも可能である）。
【００５５】
一般に、上述された酸素供給は、反応ガス混合物１の酸素含有量が、内部に含まれる分子状水素量に基づいて、０．５から５０または３０容量％、好ましくは１０から２５容量％であるような方式で、本発明により行われるべきである。有用な酸素源には、純粋な分子状酸素、ならびにＣＯ、ＣＯ2、Ｎ2、および／または希ガスなどの不活性ガスで希釈された酸素の両方があるが、特に空気も含まれる（酸素サイクルガスとは別に、酸素源として空気を排他的に使用することが好ましい）。結果的な燃焼ガスは、一般に、追加の希釈効果を有し、したがって不均一触媒プロパン脱水素化を促進する。これは、燃焼の過程において形成される水蒸気について特に当てはまる。
【００５６】
本発明による方法のプロピレン源として適切に機能する不均一触媒プロパン脱水素化のイソサーミシティは、トレイ反応器において触媒床間の空間を満たす前に排気されることが好適であるが、必ずしも必要ではない閉じた（たとえばチューブ状）内部を組み込むことによってさらに改善することができる。これらの内部は、ある温度以上において蒸発または融解し、それにより熱を消費し、温度がこの値より下がるとき、再び凝縮し、それにより熱を放出する適切な固体または液体を含む。
【００５７】
不均一触媒プロパン脱水素化は、当然、本特許出願の一体的一部を形成するＤＥ‐Ａ  １０２  １１  ２７５において記載されているように実現することもできる（ループ変形形態として）。
【００５８】
すなわち、本発明による方法では、気相におけるプロパンの連続不均一触媒部分脱水素化の方法がプロピレン源として機能することができることが有利である。この場合、
・脱水素化されるプロパンを含む出発反応ガス混合物１が、脱水素化域に連続的に供給され、
・出発反応ガス混合物１が、分子状水素および（部分）プロピレンが触媒脱水素化によって上にわたって形成される少なくとも１つの固定触媒床を経て脱水素化域において伝達され、
・分子状酸素を含む少なくとも１つの気体が、脱水素化域に入る前および／または後に出発反応ガス混合物１に添加し、
・分子状酸素が、脱水素化域において出発反応ガス混合物１に存在する分子状水素を部分的に水蒸気に酸化し、
および
・分子状水素、水蒸気、プロピレン、および未変換プロパンを含む生成物ガスが、脱水素化域から分離され、脱水素化域から抽出された生成物ガスは、同一組成の２つの部分に分割され、２つの部分の一方は、ＷＰ  ０３／０７６３７０によっても推奨されるように、脱水素化サイクルガスとして（好ましくは出発反応ガス混合物１の成分として）脱水素化域にリサイクルされる。
【００５９】
この場合、酸化サイクルガスは、出発反応ガス混合物１の成分とすることが可能であり、および／またはドイツ特許出願ＤＥ‐Ａ  １０  ２００４  ０３２  １２９の教示によれば、脱水素化が少なくとも部分的に進行するまで、出発反応ガス混合物１に添加しないことが可能である。
【００６０】
酸化サイクルガスが出発反応ガス混合物１の成分であるとき、酸化サイクルガスから出現する分子状酸素のみを含むことが適切である。
【００６１】
本発明による方法では、記述されたループ・モードの文脈では、脱水素化サイクルガスの量が、脱水素化において形成される生成物ガスに基づいて、３０から７０容量％、有利には４０から６０容量％、好ましくは５０容量％であるときが好適である。
【００６２】
本発明の部分酸化に関して、出発反応ガス混合物１は、たとえば記述されたように実施されるループ・モードの場合、適切には定常状態のトレイ反応器（その場合トレイ・ループ反応器＝脱水素化域）において、以下を含む。
【００６３】
１５％から２５容量％のプロパン、
２から６容量％のプロピレン、
５から２０容量％の水蒸気、
２から１０容量％の分子状水素、
４０から７５容量％の分子状窒素、および
＞０から３容量％の分子状酸素
プロパンの変換（ループ・モードにおいて動作されるトレイ反応器を通る上述された出発反応ガス混合物１の単一通過に基づく）、およびループ・サイクルガス比率（脱水素化域において得られる生成物ガスの全量に基づく脱水素化サイクルガスの量）は、脱水素化域において形成された生成物ガスが、０．２５または０．３から０．５（適切であれば０．６６）のプロペンとプロパンのモル比において未変換プロパンおよび望ましいプロピレンを含むような方式で本発明により引続き行われることが有利である（たとえば、脱水素化域としてトレイ・ループ反応器において）不均一触媒気相部分酸化を考慮して選択される。０．５のループ・サイクルガス比率において、これは、１５から２５ｍｏｌ％の脱水素化域を通る単一通過に基づく出発反応ガス混合物１に存在するプロパンの変換に対応する。
【００６４】
反応ガス混合物１の脱水素触媒床に関する通常の毎時空間速度は、２５０から５０００ｈ-1（高装填モードではさらに最高で４０００ｈ-1）、好ましくは１００００から２５０００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ、より好ましくは１５０００から２００００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈである。プロパンの対応する毎時空間速度は、通常、５０から１０００ｈ-1（高装填モードではさら最高で４０００ｈ-1）、好ましくは２０００から５０００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ、より好ましくは３０００から４０００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈである。
【００６５】
脱水素化域（脱水素化反応器）からプロピレン源として抽出された脱水素化生成物ガスは、不均一触媒プロパン脱水素化について選択された反応条件に従って、０．３から１０バール、好ましくは１から３バールの圧力にあり、しばしば、４５０から６５０℃の温度、多くの場合は５００から６００℃の温度を有する。一般に、これは、プロパン、プロペン、Ｈ2、Ｎ2、Ｈ2Ｏ、メタン、エタン（後者の２つは少量のプロパンの熱分解の結果として得られる）、エチレン、ブテン‐１、イソブテンなどの他のブテン、ｎ‐ブタン、イソブタンブタジエンなどの他のＣ４‐炭化水素、ＣＯおよびＣＯ2を含むが、一般に、アルコール、アルデヒド、およびカルボキシル酸（通常≦９の炭素原子を有する）をも含む。さらに、酸化サイクルガスから生じる成分が、少量で存在する可能性もある。
【００６６】
ＥＰ‐Ａ  １１７  １４６、ＤＥ‐Ａ  ３３  １３  ５７３、およびＵＳ‐Ａ  ３，１６１，６７０は、本発明の部分酸化を充填するためなど、プロパン脱水素化において形成された生成物ガスを使用することを推奨するが、本発明の部分酸化では、内部に存在するプロパンおよびプロピレン以外の成分の少なくとも一部を、それが本発明のプロピレン部分酸化のプロペン源として使用される前に、プロパン脱水素化のプロピレン包含生成物ガスから分離することが有利である。この文脈では、ＤＥ‐Ａ  １０２  １１  ２７５の要件は順守されるべきである。
【００６７】
本発明によれば、プロパン脱水素化の生成物ガスに存在するプロパンおよびプロピレン以外の少なくとも５０容量％、好ましくは少なくとも７５容量％、より好ましくは少なくとも９０容量％、および最も好ましくは少なくとも９５容量％が、それが本発明の部分酸化のプロピレン源として使用される前に分離されることが有利である。
【００６８】
本発明の要件に適切であるこのための１つの手段は、たとえば０．１から５０バール、好ましくは５から１５バールの圧力、およびたとえば０から１００℃の温度、好ましくは２０から４０℃の温度において、たとえば好ましくは冷却された（好ましくは１０から１００または７０℃の温度に）プロパン脱水素化の生成物ガス混合物を、プロパンおよびプロピレンが吸収される（好ましくは高沸点）有機（好ましくは疎水性）溶媒と接触させることである（プロパン脱水素化の生成物ガス混合物の他の成分より優先されることが適切である）。本発明の部分酸化について不活性に振舞い、および／またはこの部分酸化において反応物として必要とされる気体（たとえば、空気または分子状酸素および不活性ガスの他の混合物）でのその後の脱着、精留、および／またはストリッピングにより、混合物においてプロパンおよびプロピレンを純粋形態で回収し、この混合物を部分酸化のプロピレン源として使用することが可能になる（ドイツ出願ＤＥ‐Ａ  １０  ２００４  ０３２  １２９の比較例１に記載されている措置が好ましい）。適切であれば分子状水素を含むことが可能であるそのような吸収の排ガスは、たとえば、圧力スイング吸収および／または膜分離（たとえばＤＥ‐Ａ  １０２３５４１９による）を再び受けることができ、次いで必要であれば、分離された水素も使用することができる。
【００６９】
しかし、上述された分離方法におけるＣ３炭化水素／Ｃ４炭化水素の分離因子は、比較的限定され、ＤＥ‐Ａ  １０２４５５８５に記載されている要件についてしばしば不十分である。
【００７０】
したがって、記述された吸収を介した分離段階の代替として、本発明の目的について圧力スイング吸着または圧力精留がしばしば好ましい。
【００７１】
上述された吸収分離の適切な吸収剤は、原理的には、プロパンおよびプロピレンを吸収することができるすべての吸収剤である。吸収剤は、好ましくは疎水性および／または高沸点である有機溶媒であることが好ましい。この溶媒は、少なくとも１２０℃、好ましくは少なくとも１８０℃、優先的には２００から３５０℃、特に２５０から３００℃、より好ましくは２６０から２９０℃の沸点（１気圧の標準的な圧力における）を有することが有利である。引火点（１バールの標準的な圧力における）は、１１０℃より高いことが適切である。一般に、吸収剤として、外部活性極性基を備えないことが好ましい脂肪族炭化水素などの比較的無極性の有機溶媒が適切であるが、芳香族炭化水素も適切である。一般に、吸収剤は非常に高い沸点を有し、同時にプロパンおよびプロピレンについて非常に高い可溶性を有するすることが望ましい。吸収剤の例には、Ｃ８〜Ｃ２０アルカンまたはアルケンなどの脂肪族炭化水素、あるいは酸素原子の上に大きな（立体的に必要な）基を有するパラフィン蒸留物またはエーテルからの中間オイル断片などの芳香族炭化水素、もしくはその混合物があり、それらにＤＥ‐Ａ  ４３  ０８  ０８７において開示されているジメチル１，２‐フタラートが添加することが可能である。また、安息香酸およびフタル酸と、安息香酸ｎ‐ブチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどの１から８の炭素原子を含む直鎖アルカノールとのエステル、またジフェニル、ジフェニル・エーテル、およびジフェニルとジフェニル・エーテルの混合物、またはその塩素派生物およびトリアリルアルケンなどの熱キャリア・オイルとして知られるものも適切であり、たとえば、４‐メチル‐４’‐ベンジルジフェニルメタンおよびその異性体２‐メチル‐２’‐ベンジルジフェニルメタン、２‐メチル‐４ベンジルジフェニルメタン、および４‐メチル‐２‐ベンジルジフェニルメタン、ならびにそのような異性体の混合物である。適切な吸収剤は、たとえば市販されているＤｉｐｈｙｌ（登録商標）など（たとえば、Ｂａｙｅｒ  Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔから購入される）、具体的には約２５重量％のジフェニル（ビフェニル）および約７５重量％のジフェニル・エーテルである、好ましくは共沸組成にあるジフェニルおよびジフェニル・エーテルの溶媒混合物である。しばしば、この溶媒混合物は、全溶媒混合物に基づいて０．１から２５重量％の量において添加したフタル酸ジメチルなどの溶媒を含む。オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、およびオクタデカンも、特に適切な吸収剤であり、この中でも特にテトラデカンは、格別に適切であることが判明している。第１に、使用される吸収剤が上述された沸点を満たすが、第２に、同時に過度に高い分子量を有さないとき、好適である。吸収剤の分子量は、≦３００ｇ／モルであることが有利である。また、ＤＥ‐Ａ  ３３  １３  ５７３に記載されている８から１６の炭素原子を有するパラフィン・オイルも適切である。適切な市販製品の例には、Ｈａｌｐａｓｏｌ２５０／３４０ｉおよびＨａｌｐａｓｏｌ２５０／２���５ｉなどのＨａｌｐａｓｏｌｓ  ｉなど、Ｈａｌｔｅｒｍａｎｎによって販売されている製品、およびＰＫＷＦおよびＰｒｉｎｔｏｓｏｌの名称の印刷インク・オイルもある。ＰＫＷＦａｆタイプのものなど、芳香族のない商用製品が好ましい。少量の在留芳香族含有量を含む場合、これは、記述された使用の前の精留および／または吸着によって低減され、重量で１０００ｐｐｍよりはるかに小さい値に抑制されることが有利である可能性がある。
【００７２】
吸収の実施は、特に制約を受けない。当業者に既知のすべての共通の方法および条件を使用することが可能である。１から５０バール、好ましくは２から２０バール、より好ましくは５から１５バールの圧力、および０から１００℃、具体的には２０から５０または４０℃の温度において、ガス混合物を吸収剤と接触させることが好ましい。吸収は、カラムまたは急冷装置において行われることが可能である。並流してまたは（好ましくは）逆流して作用することが可能である。適切な吸収カラムは、たとえば、トレイ・カラム（バブル‐キャップおよび／またはふるいトレイを有する）、構造化パッキング（たとえば、１００から１０００、または７５０ｍ2／ｍ3までの規定表面積を有するシート金属パッキング、たとえばＭｅｌｌａｐａｋ（登録商標）２５０Ｙ）を有するカラム、およびランダム・パッキングを有するカラム（たとえばラシヒ・パッキングで充填される）がある。しかし、細流および噴霧タワー、グラファイト遮断吸収体、薄膜および薄膜吸収体などの表面吸収体、またプレート・スクラバ、クロス噴霧スクラバ、および回転スクラバを使用することも可能である。さらに、内部を有するおよび有さないバブル・カラムにおいて吸収可能であることが好ましい。
【００７３】
プロパンおよびプロピレンは、ストリッピング、フラッシュ蒸発（フラッシング）、および／または蒸留によって吸収剤から分離することが可能である。
【００７４】
プロパンおよびプロピレンは、好ましくはストリッピングおよび／または脱着によって吸収剤から分離される。脱着は、圧力および／または温度を変化させることによって、好ましくは０．１から１０バール、特に１から５バール、より好ましくは１から３バールの圧力、および０から２００℃、特に２０から１００℃、より好ましくは３０から７０℃、特に好ましくは３０から５０℃の温度において、通例方式で実施されることが可能である。ストリッピングに適切な気体の例は水蒸気であるが、空気など、具体的には酸素／窒素混合物が好ましい。酸素含有量が約１０容量％である空気または酸素／窒素混合物が使用されるとき、ストリッピング・方法前および／または中に、爆発範囲を低減する気体を追加することが賢明であることがある。この目的に特に適切なのは、メタン、エタン、プロパン（好ましい）、プロペン、ベンゼン、メタノール、エタノール、およびアンモニア、二酸化炭素、および水など、２０℃において≧２９Ｊ／ｍｏｌ・Ｋの比熱容量を有する気体である。しかし、本発明によれば、付加物としてＣ4炭化水素を回避することが好ましい。内部を有するおよび有さないバブル・カラムも、ストリッピングに特に適切である。
【００７５】
プロパンおよびプロピレンは、蒸留または精留によって吸収剤から分離されることも可能であり、この場合、当業者には周知であり、かつ構造化パッキング、ランダム・パッキング、または適切な内部を有するカラムを使用することができる。蒸留または精留の好ましい条件は、０．０１から５バール、特に０．１から４バール、より好ましくは１から３バールの圧力、および５０から３００℃、特に１５０から２５０℃の温度である。
【００７６】
部分酸化を充填するために使用される前に、ストリッピングによって吸収剤から得られ、かつその後の部分酸化段階に適切であるプロピレン源が、たとえば、飛沫同伴された吸収剤の損失を低減し（たとえば、デミスタおよび／または深度フィルタにおける分離）、したがって同時に部分酸化段階を吸収剤から保護するために、またはＣ３／Ｃ４炭化水素間の分離行為をさらに向上させるために、他の方法段階に供給されることが可能である。吸収剤のそのような分離は、当業者に既知のすべての方法段階によって実施することが可能である。本発明による方法の文脈では、そのような分離の好ましい実施形態の例は、ストリッピング装置からの出口ストリームを水で急冷することである。この場合、吸収剤は、水でこの負荷をかけられた出口ストリームからスクラブされ、出口ストリームは、同時に水で負荷をかけられる（少量の水が、本発明により引続き行われる部分酸化の触媒の活性に対して好適な影響を有する）。このスクラブまたは急冷は、たとえば、水の対向噴霧によって液体収集トレイを使用して脱着カラムの上部において、または専用装置において実施することが可能である。
【００７７】
分離効果を支持するために、精留、吸収、および脱着から当業者には既知であるように、急冷室の急冷表面積を増大させる内部を装備することが可能である。
【００７８】
水は、下流において少なくとも１つの部分域を通常は妨害しないという点で、好ましいスクラブ媒体である。水が、プロパンおよびプロピレンで負荷をかけられた出口ストリームから吸収剤をスクラブし去った後、水／吸収剤混合物は相分離に供給され、処置された低容量出口ストリームは、本発明により引続き行われる部分酸化に直接供給されることが可能である。
【００７９】
本発明による方法に有利な方式において、特にプロピレン／プロパン混合物が空気によって吸収質から自由にストリッピングされたとき、請求項に従って出発反応ガス混合物２を直接得ることが一般に可能である。プロパン含有量が本発明によればまだ十分ではない場合、出発反応ガス混合物２が、存在するプロピレンの本発明の部分酸化に使用される前に、新鮮なプロパンを出発反応ガス混合物２に追加することも可能である。次いで、これは、本発明により酸化サイクルガスを介して不均一触媒脱水素化にリサイクルされる（出発反応ガス１の成分として）。したがって、新鮮なプロパンを出発反応ガス１に供給することは、対応するプロパンの量によって低減することが可能である。極端な場合、不均一触媒プロパン脱水素化における新鮮なプロパンの必要な供給は、新鮮なプロパンのこの供給が、プロピレンの本発明の部分酸化が実施される前に出発反応ガス混合物２に完全にもたらされるときは必要とせず、次いで、本発明の部分酸化を通過した後でのみ、酸化サイクルガスの残りの成分として不均一触媒プロパン脱水素化の出発反応ガス混合物１に添加する。適切であれば、不均一触媒脱水素化とプロピレン部分酸化との間に適切であれば配置されるＣ3分離に新鮮なプロパンを供給する（たとえば、ストリッピングガスとして）ことも可能である。
【００８０】
方法がプロピレンからアクリル酸の２段階部分酸化であるとき、新鮮なプロパンは、出発反応ガス３に部分的にまたは完全に供給されることも可能である（しかし、出発反応ガス３は、この規定が出発反応ガス２について実際に当てはまったとき、すでに爆発性ではないことがある）。これは、具体的には、プロパンからプロピオンアルデヒドおよび／またはプロピオン酸の望ましくない副反応が、その条件下において特に第１反応段階から開始されるために有利である。また、第２と第３反応段階間において新鮮なプロパン供給をほぼ一様に分割することも有利である。
【００８１】
新鮮なプロパンを出発反応ガス混合物２および／または３に供給するこの可能性の結果として、出発反応ガス混合物２および３の組成は、確実に非爆発性とすることができる。適切であれば、酸化サイクルガスの一部は、この目的のために、プロピレンおよび／またはアクロレイン部分酸化に直接リサイクルすることも可能である。必要であれば、新鮮なプロパンと酸化サイクルガスの混合物が、この目的に使用されることも可能である。出発反応ガス混合物２または３が爆発性であるか否かの質問に応答する決定的因子は、局所点火源（たとえば、白熱している白金ワイヤ）によって開始された燃焼（点火、爆発）が、ある出発条件（圧力、温度）下において出発反応ガス混合物２または３に広がるか否かである（ＤＩＮ５１６４９およびＷＯ  ０４／００７４０５における調査の記述を参照されたい）。広がっているとき、混合物は、本明細書では爆発性であると呼ばれる。広がっていないとき、混合物は、本文書では非爆発性として分類される。出発反応ガス混合物２または３が非爆発性であるとき、これは、プロピレンの本発明の部分酸化の過程において形成された反応ガス混合物２および３にも当てはまる（ＷＯ  ０４／００７４０５を参照されたい）。
【００８２】
すなわち、本発明による方法は、具体的には、プロピレンの不均一触媒部分気相酸化によってアクロレインまたはアクリル酸もしくはその混合物を製造する本発明による方法を備え、
・先行第１段階において、出発反応ガス混合物１の成分としてのプロパンに、気相における部分不均一触媒脱水素化を受けさせ、プロピレンおよび未変換プロパンを含む生成物ガス混合物１を形成することと、
・適切であれば、先行段階のプロピレンおよび未変換プロパンを含む生成物ガス混合物１に存在するプロパンおよびプロピレン以外の成分の一部（有利には少なくとも５０容量％、有利には少なくとも７５容量％、より好ましくは少なくとも９０容量％、さらにより好ましくは少なくとも９５容量％、および最適には１００容量％）を分離し、次いで、それを、出発反応ガス混合物２に存在するプロピレンの不均一触媒部分気相酸化（１段階または２段階）による対象生成物としてアクロレインまたはアクリル酸またはその混合物を製造する出発反応ガス混合物２として使用することと、
・プロピレンの部分酸化において得られた生成物ガス混合物２または３から対象生成物（アクロレインまたはアクリル酸もしくはその混合物）を分離段階において分離し、残留する少なくとも未変換プロパンを部分不均一触媒プロパン脱水素化の先行第１段階にリサイクルすること（対象生成物分離に残存する全量の残留ガスを酸化サイクルガスとして先行第１段階にリサイクルすることが好ましい）とを含む。
【００８３】
具体的には、本発明は、方法に必要なプロパン（新鮮なプロパン）が出発反応ガス１に完全に供給される上記の方法の有利な実施形態に関する。
【００８４】
本発明は、方法に必要なプロパン（新鮮なプロパン）がせいぜい部分的に（たとえば、わずかに７５％の程度、またはわずかに５０％の程度、あるいはわずかに２５％の程度）出発反応ガス１に供給され、少なくとも一部（一般的には残存する量、適切であれば全量）が出発反応ガス２に供給される（および／または出発反応ガス３）上記の方法の有利な実施形態にさらに関する。そうでない場合、手続きは、本出願の一体的一部を形成するＷＯ  ０１／９６１７０に記載されているようなものとすることが可能である。
【００８５】
本質的に既知の方式において、分子状酸素でのプロピレンからアクリル酸の不均一触媒気相部分酸化は、反応座標に沿って連続する原理的には２段階において進行し、第１はアクロレインをもたらし、第２はアクロレインからアクリル酸をもたらす。
【００８６】
時間について連続するこの反応順序は、アクロレインの段階において本発明による方法を終了し（主アクロレイン形成段階）、この段階において対象生成物分離を行う、または主アクリル酸形成まで本発明による方法を続行し、その後でのみ対象生成物分離を行う可能性を本質的に既知の方式において開拓する。
【００８７】
本発明による方法が、主アクリル酸形成まで実施されるとき、本発明によれば、２段階、すなわち連続して構成される２つの酸化段階において方法を実施することが有利であり、この場合、使用される固定触媒床、および好ましくは固定触媒床の温度などの他の反応条件も、２つの酸化段階のそれぞれにおいて最適方式で適切に調節される。
【００８８】
固定酸化段階（プロピレン→アクロレイン）の触媒の活性組成物として特に適切である元素Ｍｏ、Ｆｅ、Ｂｉを含む多金属酸化物は、第２酸化段階（アクロレイン→アクリル酸）についてもある程度まで適切であるが、通常、活性組成物が、元素ＭｏおよびＶを含む少なくとも１つの多金属酸化物である触媒が、第２酸化段階には好ましい。
【００８９】
したがって、触媒が、活性組成物として元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む少なくとも１つの多金属酸化物を有する固定触媒床の上にわたるプロピレンの不均一触媒部分酸化についての本発明による方法は、具体的にはアクロレイン（および適切であればアクリル酸）を製造する１段階方法として、またはアクリル酸の２段階製造の第１反応段階として適切である。
【００９０】
プロピレンからアクロレインおよび適切であればアクリル酸の１段階不均一触媒部分酸化、または本発明の出発反応ガス混合物２を使用するプロピレンからアクリル酸の２段階不均一触媒部分酸化の実現は、文献ＥＰ‐Ａ  ７０  ０７  １４（第１反応段階；文献に記載されている通りであるが、管束反応器にわたる塩バスと出発反応ガス混合物の対応する対向モードにもある）、ＥＰ‐Ａ  ７０  ０８  ９３  （第２反応段階；文献に記述されている通りであるが、対向する対向モードにもある）、ＷＯ  ０４／０８５３６９（特にこの文献は本文書の一体的一部と見なされる）（２段階方法として）、ＷＯ  ０４／８５３６３、ＤＥ‐Ａ  １０３  １３  ２１２（第１反応段階）、ＥＰ‐Ａ  １１  ５９  ２４８（２段階方法として）、ＥＰ‐Ａ  １１  ５９  ２４６  （第２反応段階）、ＥＰ‐Ａ  １１  ５９  ２４７  （２段階方法として）、ＤＥ‐Ａ  １９９  ４８  ２４８  （２段階方法として）、ＤＥ‐Ａ  １０１  ０１  ６９５  （１段階または２段階）、ＷＯ  ０４／０８５３６８（２段階方法として）、ＤＥ  １０  ２００４  ０２１  ７６４  （２段階）、ＷＯ  ０４／０８５３６２（第１反応段階）、ＷＯ  ０４／０８５３７０（第２反応段階）、ＷＯ  ０４／０８５３６５（第２反応段階）、ＷＯ  ０４／０８５３６７（２段階）、ＥＰ‐Ａ  ９９  ０６  ３６、ＥＰ‐Ａ  １０  ０７  ００７、およびＥＰ‐Ａ  １１  ０６  ５９８において記載されているように具体的に実施されることが可能である。
【００９１】
これは、これらの文献に包含されるすべての作用例に特に当てはまる。これらの文献において記載されているように実施することが可能であるが、第１反応段階（プロピレンからアクロレイン）に使用される出発反応ガスが本発明の出発反応ガス２であることが異なる。残りのパラメータに関して、手続きは、記述された文献の作用例と同様である（特に固定触媒床および固定触媒床に関する反応物の毎時速度に関して）。従来の技術の上述された作用例の手続きが２段階において実施され、２つの反応段階間において２次酸素（２次空気）が供給されるとき、供給は、適切な方式で行われるが、第２反応段階の充填ガス混合物における分子状酸素とアクロレインのモル比が、記述された文献の作用例のモル比に対応するという趣旨で量について調節される。
【００９２】
特定の反応段階に特に適切な多金属酸化物触媒が、これまで多数回記述され、当業者には周知である。たとえば、ＥＰ‐Ａ  ２５  ３４  ０９は、対応するＵＳ特許の５ページを指す。
【００９３】
特定の酸化段階に好適な触媒も、ＤＥ‐Ａ  ４  ４３１  ９５７、ＤＥ‐Ａ  １０  ２００４  ０２５  ４４５、およびＤＥ‐Ａ  ４  ４３１  ９４９において開示されている。これは、２つの上述された文献の一般式Ｉのものについて特に当てはまる。特定の酸化段階に特に有利な触媒が、文献ＤＥ‐Ａ  １０３  ２５  ４８８、ＤＥ‐Ａ  １０３  ２５  ４８７、ＤＥ‐Ａ  １０３  ５３  ９５４、ＤＥ‐Ａ  １０３  ４４  １４９、ＤＥ‐Ａ  １０３  ５１  ２６９、ＤＥ‐Ａ  １０３  ５０  ８１２、ＤＥ‐Ａ  １０３  ５０  ８２２において開示されている。
【００９４】
プロピレンからアクロレインまたはアクリル酸の不均一触媒気相部分酸化の本発明の反応段階について、有用な多金属酸化物組成は、原理的には、活性成分としてＭｏ、Ｂｉ、およびＦｅを含むすべての多金属酸化物組成である。
【００９５】
これらは、具体的には、ＤＥ‐Ａ  １９９  ５５  １７６の一般式の多金属酸化物活性組成物、ＤＥ‐Ａ  １９９  ４８  ５２３の一般式の多金属酸化物活性組成物、一般式Ｉの多金属酸化物活性組成生物、ＤＥ  １０１  ０１  ６９５の一般式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩの多金属酸化物活性組成物，ＤＥ  １９９  ４８  ２４８の一般式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩの多金属酸化物活性組成物、ならびにＤＥ‐Ａ  １９９  ５５  １６８一般式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩの多金属酸化物活性組成物、またＥＰ‐Ａ  ７０  ０７  １４において規定された一般式の多金属酸化物活性組成物である。
【００９６】
またこの酸化段階には、文献ＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９５７、ＤＥ‐Ａ  １００  ６３  １６２、ＤＥＣ  ３  ３３８  ３８０、ＤＥ‐Ａ  １９９  ０２  ５６２、ＥＰ‐Ａ  １５  ５６５、ＤＥ‐Ｃ  ２  ３８０  ７６５、ＥＰ‐Ａ  ８  ０７４  ６５、ＥＰ‐Ａ  ２７  ９３  ７４、ＤＥ‐Ａ  ３３０  ００  ４４、ＥＰ‐Ａ  ５７５８９７、ＵＳ‐Ａ  ４４３８２１７、ＤＥ‐Ａ  １９８５５９１３、ＷＯ  ９８／２４７４６、ＤＥ‐Ａ  １９７  ４６  ２１０（一般式ＩＩのもの）、ＪＰ‐Ａ  ９１／２９４２３９、ＥＰ‐Ａ  ２９３  ２２４、およびＥＰ‐Ａ  ７００  ７１４において開示されているＭｏ、Ｂｉ、およびＦｅを含む多金属酸化物触媒も適切である。これは、特にこれらの文献の例示的な実施形態に適用され、これら中でも、ＥＰ  １５５６５、ＥＰ‐Ａ  ５７５８９７、ＤＥ‐Ａ  １９７  ４６  ２１０、およびＤＥ‐Ａ  １９８  ５５  ９１３が特に好ましい。この文脈では、ＥＰ‐Ａ  １５  ５６５からの実施例１ｃによる触媒、また対応する方式において製造されるが、活性組成物が組成Ｍｏ12Ｎｉ6.5Ｚｎ2Ｆｅ2Ｂｉ1Ｐ0.0065Ｋ0.06Ｏx・１０ＳｉＯ2を有する触媒も強調される。また、ジオメトリ５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍ（外径×高さ×内径）の非坦持中空円筒触媒としてＤＥ‐Ａ  １９８５５９１３からのシリアル番号３を有する実施例（化学量論：Ｍｏ12Ｃｏ7Ｆｅ3Ｂｉ0.6Ｋ0.08Ｓｉ1.6Ｏx）、およびＤＥ‐Ａ  １９７  ４６  ２１０の実施例１による非坦持多金属酸化物ＩＩ触媒も強調される。ＵＳ‐Ａ  ４，４３８，２１７の多金属酸化物触媒も述べられるべきである。後者は、これらの中空円筒がジオメトリ５．５ｍｍ×３ｍｍ×３．５ｍｍ、または５ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍ、または５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍ、または６ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍ、または７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ（それぞれ外径×高さ×内径）を有するとき、特に当てはまる。この文脈において他の可能な触媒ジオメトリは押出し物である（たとえば、長さ７．７ｍｍおよび直径７ｍｍ；または長さ６．４ｍｍおよび直径５．７ｍｍ）。
【００９７】
プロピレンからアクロレイン、および適切であればアクリル酸の段階に適切な複数の多金属酸化物活性組成物は、一般式ＩＶによって包含することができる。
Ｍｏ12ＢｉaＦｅbＸ1cＸ2dＸ3eＸ4fＯn      （ＩＶ）
上式で、変数は、それぞれ以下のように確定される。
【００９８】
Ｘ1＝ニッケルおよび／またはコバルト、
Ｘ2＝タリウム、アルカリ金属、および／またはアルカリ土類金属、
Ｘ3＝亜鉛、リン、ヒ素、ホウ素、アンチモン、錫、セリウム、鉛、および／またはタングステン、
Ｘ4＝シリコン、アルミニウム、チタン、および／またはジルコニウム、
ａ＝０．５から５、
ｂ＝０．０１から５、好ましくは２から４、
ｃ＝０から１０、好ましくは３から１０、
ｄ＝０から２、好ましくは０．０２から２、
ｅ＝０から８、好ましくは０から５、
ｆ＝０から１０、および
ｎ＝酸素以外のＩＶの元素の原子価および周波数によって決定される数
これらは、本質的に既知の方式で獲得可能であり（たとえば、ＤＥ‐Ａ  ４  ０２３  ２３９を参照されたい）、コーティング触媒の形態で使用される球、リング、または円筒、もしくはその他、すなわち活性組成物でコーティングされた事前成形不活性担持体本体を与えるように、通例的に成形される。これらは、当然、粉末形態の触媒として使用することもできる。
【００９９】
原理的には、一般式ＩＶの活性組成物は、元素成分の適切な源から化学量論に対応する組成を有する非常に密で好ましくは微細に分割された乾燥混合物を獲得し、それを３５０から６５０℃の温度においてか焼することによる簡単な方式で製造することができる。か焼は、不活性ガス下、または空気（不活性ガスと酸素の混合物）などの酸化大気下において、また還元性雰囲気（たとえば負活性ガス、ＮＨ3、ＣＯ、および／またはＨ2の混合物）下において実施することが可能である。か焼時間は、数分から数時間とすることができ、通常、温度と共に減少する。多金属酸化物活性組成物ＩＶの元素成分の有用な源は、すでに酸化物である化合物、および／または少なくとも酸素が存在する状態において加熱によって酸化物に変換することができる化合物である。
【０１００】
酸化物の他に、そのような有用な出発化合物には、具体的には、ハロゲン化物、硝酸塩、ギ酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、酢酸塩、炭酸塩、アミン錯体、アンモニウム塩、および／または水酸化物がある（ガス形態で放出される化合物を与えるように分解するおよび／または遅くとも後のか焼の際に分解することができるＮＨ4ＯＨ、（ＮＨ4）2ＣＯ3、ＮＨ4ＮＯ3、ＮＨ4ＣＨＯ2、ＣＨ3ＣＯＯＨ、ＮＨ4ＣＨ3ＣＯ2、および／またはシュウ酸アンモニウムを混和乾燥混合物に追加として組み込むことができる）。
【０１０１】
多金属酸化物活性組成物ＩＶを製造するための出発化合物は、乾燥形態または湿潤形態において混和により混合することができる。乾燥形態において混合されるとき、出発化合物は、微細分割粉末として使用され、混合および適切であればコンパクト化後、か焼を受けることが適切である。しかし、湿潤形態における混和混合が好ましい。通常、出発化合物は、水溶液および／または懸濁液の形態において互いに混合される。特に混和した乾燥混合物が、原材料が排他的に溶解形態にある元素成分の源であるとき、記述された混合方法において得られる。使用される溶媒は、水であることが好ましい。その後、得られた水溶性組成は乾燥され、乾燥方法は、１００から１５０℃の出口温度において水溶性混合物を噴霧乾燥することによって実施されることが好ましい。
【０１０２】
一般式ＩＶの多金属酸化物活性組成物は、粉末形態において「プロピレン→アクロレイン（および適切であればアクリル酸）」段階に使用することが可能であり、または、ある触媒ジオメトリに成形することが可能であり、成形は、最終か焼の前または後で実施することが可能である。たとえば、非坦持触媒は、適切であればたとえば潤滑剤としてグラファイトまたはステアリン酸、および／または成形補助剤、ならびにガラス、アスベスト、シリコン・カーバイド、もしくはチタン酸カリウムなどの強化剤である補助剤を追加して、望ましい触媒ジオメトリにコンパクト化することによって（たとえばタブレットまたは押出し物にすることによって）、活性組成物またはその未か焼および／または部分か焼先駆物質組成の粉末形態から製造することができる。適切な非坦持触媒ジオメトリの実施例には、２から１０ｍｍの外径および長さを有する固体円筒または中空円筒がある。中空円筒の場合、１から３ｍｍの壁の厚さが有利である。非坦持触媒は、当然、球のジオメトリを有することもでき、球の直径は、２から１０ｍｍとすることができる。
【０１０３】
特に好適な中空円筒ジオメトリは、具体的には非坦持触媒の場合、５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍ（外径×長さ×内径）である。
【０１０４】
まだか焼されていないおよび／または部分か焼された粉状活性組成物またはその粉状先駆物質組成も、当然、適用することによって事前成形不活性触媒担持体に成形することが可能である。コーティング触媒を生成するための担持体本体のコーティングは、一般に、たとえばＤＥ‐Ａ  ２  ９０９  ６７１、ＥＰ‐Ａ  ２９３  ８５９、またはＥＰ‐Ａ  ７１４  ７００によって開示されているように、適切な回転可能ベセルにおいて実施される。担持対本体をコーティングするために、適用される粉末組成は、適切に湿潤され、たとえば高温空気によって、適用後に再び乾燥される。担持対本体に適用された粉末組成のコーティング厚さは、１０から１０００μｍの範囲内、好ましくは５０から５００μｍの範囲内、より好ましくは１５０から２５０μｍの範囲内において適切に選択される。
【０１０５】
有用な担持体材料は、通例の多孔性または非多孔性のアルミニウム酸化物、二酸化ケイ素、二酸化トリウム、二酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、またはケイ酸マグネシウムもしくはケイ酸アルミニウムなどのケイ酸塩である。これらは、一般に、本発明による方法が基づく対象反応に関してほぼ不活性に振舞う。担持体本体は、規則的または不規則な形状を有することができるが、球または中空円筒など、顕著な表面の粗さを有する規則的に成形された担持体本体が好ましい。適切な担持体本体は、直径が１から１０ｍｍまたは８ｍｍ、好ましくは４から５ｍｍであるステアタイトで作成されたほぼ非多孔性の表面の粗い球状担持体である。しかし、適切な担持体本体は、長さが２から１０ｍｍ、外径が４から１０ｍｍの円筒でもある。担持体本体として本発明による適切なリングの場合、壁の厚さも通常は１から４ｍｍである。本発明による好ましい使用される環状担持体本体は、２から６ｍｍの長さ、４から８ｍｍの外径、および１から２ｍｍの壁の厚さを有する。本発明による適切な担持体本体は、具体的にはジオメトリ７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）のリングでもある。担持体本体の表面に適用される触媒活性酸化物組成の粉末度は、当然、所望のコーティング厚さに調節される（ＥＰ‐Ａ  ７１４  ７００を参照されたい）。
【０１０６】
プロピレンからアクロレイン（および適切であればアクリル酸）の段階に使用される多金属酸化物活性組成物は、一般式Ｖの組成でもある。
［Ｙ1a’Ｙ2b’Ｏx’］p［Ｙ3c’Ｙ4d’Ｙ5e’Ｙ6f’Ｙ7g’Ｙ2h’Ｏy’］q  （Ｖ）
上記において、変数は、それぞれ以下のように確定される。
【０１０７】
Ｙ1＝ビスマスのみ、またはビスマスならびに元素テルル、アンチモン、錫、および銅の少なくとも１つ、
Ｙ2＝モリブデン、またはモリブデンおよびタングステン、
Ｙ3＝アルカリ金属、タリウム、および／またはサマリウム、
Ｙ4＝アルカリ土類金属、ニッケル、コバルト、銅、マグネシウム、亜鉛、錫、カドミウム、および／または水銀、
Ｙ5＝鉄、または鉄および元素クロムおよびセリウムの少なくとも１つ、
Ｙ6＝リン、ヒ素、ホウ素、および／またはアンチモン、
Ｙ7＝希土類金属、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、レニウム、ルテニウム、ロジウム、銀、金、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ケイ素、ゲルマニウム、鉛、トリウム、および／またはウラン、
ａ’＝０．０１から８、
ｂ’＝０．１から３０、
ｃ’＝０から４、
ｄ’＝０から２０、
ｅ’＝＞０から２０、
ｆ’＝０から６、
ｇ’＝０から１５、
ｈ’＝８から１６、
ｘ’，ｙ’＝酸素以外のＶの元素の原子価および周波数によって決定される数、および
ｐ，ｑ＝ｐ／ｑ比が０．１から１０である数
局所環境とは異なる組成のために局所環境から境界を画定される化学組成Ｙ1a'Ｙ2b'Ｏx'の３次元領域を備え、最大直径（領域の中心を通過し、領域の表面（境界面）上の２つの点を接続する最も長い直線）は、１ｎｍから１００μｍ、しばしば１０ｎｍから５００ｎｍ、または１μｍから５０もしくは２５μｍである。
【０１０８】
特に有利な本発明の多金属酸化物組成Ｖは、Ｙ1がビスマスのみであるものである。
【０１０９】
これらの中で、一般式ＶＩのものが好ましい。
【０１１０】
［Ｂｉa"Ｚ2b''Ｏx''］p''［Ｚ212Ｚ3c''Ｚ4d''Ｆｅe''Ｚ5f''Ｚ6g''Ｚ7h''Ｏy''］q''  （ＶＩ）
上記で、変数は、それぞれ以下のように確定される。
【０１１１】
Ｚ2＝モリブデン、またはモリブデンおよびタングステン、
Ｚ3＝ニッケルおよび／またはコバルト、
Ｚ4＝タリウム、アルカリ金属、および／またはアルカリ土類金属、
Ｚ5＝リン、ヒ素、ホウ素、アンチモン、錫、セリウム、および／または鉛、
Ｚ6＝ケイ素、アルミニウム、チタン、および／またはジルコニウム、
Ｚ7＝銅、銀、および／または金、
ａ’’＝０．１から１、
ｂ’’＝０．２から２、
ｃ’’＝３から１０、
ｄ’’＝０．０２から２、
ｅ’’＝０．０１から５、好ましくは０．１から３、
ｆ’＝０から５、
ｇ’’＝０から１０、
ｈ’’＝０から１、
ｘ’’，ｙ’＝酸素以外のＶＩの元素の原子価および周波数によって決定される数
ｐ，ｑ＝ｐ／ｑ比が０．１から１０である数
および、Ｚ2b"＝（タングステン）b"およびＺ212＝（モリブデン）12である組成ＶＩが極度に好ましい。
【０１１２】
また、本発明による適切な多金属酸化物組成Ｖ（多金属酸化物組成ＶＩ）における本発明による適切な多金属酸化物組成Ｖ（多金属酸化物組成ＶＩ）の［Ｙ1a'Ｙ2b'Ｏx'］p（［Ｂｉa"Ｚ2b"Ｏx"］p"）の全割合の少なくとも２５ｍｏｌ％（好ましくは少なくとも５０ｍｏｌ％およびより好ましくは１００ｍｏｌ％）が、局所環境とは異なる化学組成のために局所環境から境界を画定され、かつ最大直径が１ｎｍから１００μｍの範囲にある化学組成Ｙ1a'Ｙ2b'Ｏx'［Ｂｉa"Ｚ2b"Ｏx"］の３次元領域の形態にあるときも有利である。
【０１１３】
成形に関して、多金属酸化物組成ＩＶ触媒について行われた記述は、多金属酸化物組成Ｖ触媒に適用される。
【０１１４】
多金属酸化物活性組成物Ｖの製造は、たとえば、ＥＰ‐Ａ  ５７５  ８９７、またＤＥ‐Ａ  １９８  ５５  ９１３においても記載されている。
【０１１５】
上記で推奨された不活性担持体材料は、とりわけ、適切な固定触媒床の希釈および／または境界画定のための不活性材料、あるいは固定触媒床を保護し、および／またはガス混合物を加熱する予備床としても有用である。
【０１１６】
この時点で、プロピレンからアクロレインの段階に適切であると推奨されたすべての触媒および多金属酸化物組成は、原理的には、プロピレンからアクリロニトリルの部分アンモ酸化にも適切であることを述べるべきである。
【０１１７】
第２段階（第２反応段階）のアクロレインからアクリル酸の不均一触媒気相部分酸化について、有用な活性組成物は、すでに述べられたように、原理的には、ＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９２８のものなど、ＭｏおよびＶを含むすべての多金属酸化物組成である。
【０１１８】
ＤＥ‐Ａ  １９８  １５２  ８１のものなど、複数を一般式ＶＩＩによって包含することができる。
Ｍｏ12ＶaＸ1bＸ2cＸ3dＸ4eＸ5fＸ6gＯn      （ＶＩＩ）
上記において、変数は、それぞれ以下のように確定される。
【０１１９】
Ｘ1＝Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、および／またはＣｅ、
Ｘ2＝Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、および／またはＺｎ、
Ｘ3＝Ｓｂおよび／またはＢｉ、
Ｘ4＝１つまたは複数のアルカリ金属、
Ｘ5＝１つまたは複数のアルカリ土類金属、
Ｘ6＝Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、および／またはＺｒ、
ａ＝１から６、
ｂ＝２から４、
ｃ＝０．５から１８、
ｄ＝０から４０、
ｅ＝０から２、
ｇ＝０から４、および
ｎ＝酸素以外のＶの元素の原子価および周波数によって決定される数
活性多金属酸化物ＶＩＩの中で本発明による好ましい実施形態は、一般式ＶＩＩの変数の以下の定義によって包含されるものである。
【０１２０】
Ｘ1＝Ｗ、Ｎｂ、および／またはＣｒ、
Ｘ2＝Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、および／またはＦｅ、
Ｘ3＝Ｓｂ、
Ｘ4＝Ｎａおよび／またはＫ、
Ｘ5＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａ、
Ｘ6＝Ｓｉ、Ａｌ、および／またはＴｉ、
ａ＝１．５から５、
ｂ＝０．５から２、
ｃ＝０．５から３、
ｄ＝０から２、
ｅ＝０から０．２、
ｆ＝０から１、および
ｎ＝酸素以外のＶＩＩの元素の原子価および周波数によって決定される数
しかし、本発明による極度に好ましい多金属酸化物ＶＩＩは、一般式ＶＩＩＩのものである。
Ｍｏ12Ｖa’Ｙ1b’Ｙ2c’Ｙ5f’Ｙ6g’Ｏn’      （ＶＩＩＩ）
上記で
Ｙ1＝Ｗおよび／またはＮｂ、
Ｙ2＝Ｃｕおよび／またはＮｉ、
Ｙ5＝Ｃａおよび／またはＳｒ、
Ｙ6＝Ｓｉおよび／またはＡｌ、
ａ’＝２から４、
ｂ’＝１から１．５、
ｃ’＝１から３、
ｆ’＝０から０．５、
ｇ’＝０から８、および
ｎ’＝酸素以外のＶＩＩの元素の原子価および周波数によって決定される数
本発明による適切な多金属酸化物活性組成物（ＶＩＩ）は、たとえばＤＥ‐Ａ  ４３  ３５  ９７３またはＥＰ‐Ａ  ７１４  ７００において開示されている本質的に既知の方式で獲得可能である。
【０１２１】
原理的には、「アクロレイン→アクリル酸」段階に適切な多金属酸化物活性組成物、具体的には一般式ＶＩＩのものは、元素成分の適切な源から化学量論に対応する組成を有する非常に混和した好ましくは微細分割された乾燥混合物を得て、それを３５０から６００℃の温度においてか焼することによる簡単な方式で製造することができる。か焼は、不活性ガス下において、または空気（不活性ガスと酸素の混合物）などの酸化大気下において、また還元性雰囲気（たとえば、不活性ガスと、Ｈ2、ＮＨ3、ＣＯ、メタン、および／またはアクロレインなどの還元ガスの混合物、あるいは述べられた還元ガス自体）下においても実施することが可能である。か焼時間は、数分から数時間とすることができ、通常、温度と共に減少する。多金属酸化物活性組成物ＶＩＩの元素成分の有用な源には、すでに酸化物である化合物、および／または少なくとも酸素が存在する状態で、加熱によって酸化物に変換することができる化合物がある。
【０１２２】
多金属酸化物組成ＶＩＩを製造するための出発化合物は、乾燥形態または湿潤形態において混和により混合することができる。乾燥形態において混合されるとき、出発化合物は、微細分割粉末の形態において使用され、混合および適切であればコンパクト化後、か焼を受けることが適切である。しかし、湿潤形態における混和混合が好ましい。
【０１２３】
これは、通常、水溶液および／または懸濁液の形態において出発混合物を互いに混合することによって行われる。具体的には混和した乾燥混合物は、原材料が排他的に溶解形態の元素成分の源であるとき、記述された混合方法において得られる。使用される溶媒は、水であることが好ましい。その後、得られた水溶性組成は乾燥され、乾燥方法は、１００から１５０℃の出口温度において水溶性混合物を噴霧乾燥することによって実施されることが好ましい。
【０１２４】
結果的な多金属酸化物組成、特に一般式ＶＩＩのものは、粉末形態においてアクロレインを酸化するために使用することが可能であり、または、ある触媒ジオメトリに成形することが可能であり、成形は、最終か焼の前または後で実施することが可能である。たとえば、非坦持触媒は、適切であればたとえば潤滑剤としてグラファイトまたはステアリン酸、および／または成形補助剤、ならびにガラス、アスベスト、シリコン・カーバイド、もしくはチタン酸カリウムなどの強化剤である補助剤を追加して、望ましい触媒ジオメトリにコンパクト化することによって（たとえばタブレットまたは押出し物にすることによって）、活性組成物またはその未か焼および／または部分か焼先駆物質組成の粉末形態から製造することができる。適切な非坦持触媒ジオメトリの実施例には、２から１０ｍｍの外径および長さを有する固体円筒または中空円筒がある。中空円筒の場合、１から３ｍｍの壁の厚さが有利である。非坦持触媒は、当然、球のジオメトリを有することもでき、球の直径は、２から１０ｍｍ（たとえば８．２ｍｍから５．１ｍｍ）とすることができる。
【０１２５】
まだか焼されていない粉状活性組成物またはその粉状先駆物質組成は、当然、適用することによって事前成形不活性触媒担持体に成形することもできる。コーティング触媒を製造するための担持体本体のコーティングは、ＤＥ‐Ａ  ２  ９０９  ６７１、ＥＰ‐Ａ  ２９３  ８５９、またはＥＰ‐Ａ  ７１４  ７００によって開示されているように、一般に適切な回転可能ベセルにおいて実施される。
【０１２６】
担持体本体をコーティングするために、適用される粉末組成は、適切に湿潤され、たとえば高温空気によって、適用後に再び乾燥される。担持体本体に適用された粉末組成のコーティング厚さは、１０から１０００μｍの範囲内、好ましくは５０から５００μｍの範囲内、より好ましくは１５０から２５０μｍの範囲内において適切に選択される。
【０１２７】
有用な担持材料は、通例の多孔性または非多孔性のアルミニウム酸化物、二酸化ケイ素、二酸化トリウム、二酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、またはケイ酸マグネシウムもしくはケイ酸アルミニウムなどのケイ酸塩である。担持体本体は、規則的または不規則な形状を有することができるが、格子層を有する球または中空円筒など、顕著な表面の粗さを有する規則的に成形された担持体本体が好ましい。適切な担持体本体は、直径が１から１０ｍｍまたは８ｍｍ、好ましくは４から５ｍｍであるステアタイトで作成されたほぼ非多孔性の表面の粗い球状担持体である。しかし、適切な担持体本体には、長さが２から１０ｍｍ、外径が４から１０ｍｍの円筒もある。担持体本体としてリングの場合、壁の厚さも、通常は１から４ｍｍである。好ましい使用される環状担持体本体は、２から６ｍｍの長さ、４から８ｍｍの外径、および１から２ｍｍの壁の厚さを有する。適切な担持体本体は、具体的にはジオメトリ７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）のリングでもある。担持体本体の表面に適用される触媒活性組成物の粉末度は、当然、所望のコーティング厚さに調節される（ＥＰ‐Ａ  ７１４  ７００を参照されたい）。
【０１２８】
「アクロレイン→アクリル酸」段階に使用される好適な多金属酸化物活性組成物は、一般式ＩＸの組成でもある。
［Ｄ］p［Ｅ］q      （ＩＸ）
上記において、変数は、それぞれ以下のように確定され：
Ｄ＝Ｍｏ12Ｖa"Ｚ1b"Ｚ2c"Ｚ3d"Ｚ4e"Ｚ5f"Ｚ6g"Ｏx"、
Ｅ＝Ｚ712Ｃｕh"Ｈi"Ｏy"、
Ｚ1＝Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、および／またはＣｅ、
Ｚ2＝Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、および／またはＺｎ、
Ｚ3＝Ｓｂおよび／またはＢｉ、
Ｚ4＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、および／またはＨ、
Ｚ5＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａ、
Ｚ6＝Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、および／またはＺｒ、
Ｚ7＝Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、および／またはＴａ、好ましくはＭｏおよび／またはＷ、
ａ’’＝１から８、
ｂ’’＝０．２から５、
ｃ’’＝０から２３、
ｄ’’＝０から５０、
ｅ’’＝０から２、
ｆ’’＝０から５、
ｇ’’＝０から５０、
ｈ’’＝４から３０、
ｉ’’＝０から２０、および
ｘ’’，ｙ’’＝酸素以外のＩＸ元素の原子価および周波数によって決定される数
ｐ，ｑ＝ｐ／ｑ比が１６０：１から１：１であるゼロ以外の数
多金属酸化物組成Ｅ
Ｚ712Ｃｕh’’Ｈi’’Ｏy’’      （Ｅ）
を微細分割形態（出発組成１）において別々に予備成形し、その後、予備成形された固体出発組成１を水溶液、水溶性懸濁役、または望ましいｐ：ｑ比の化学量論Ｄ
Ｍｏ12Ｖa’’Ｚ1b’’Ｚ2c’’Ｚ3d’’Ｚ4e’’Ｚ5f’’Ｚ6g’’      （Ｄ）
（出発組成２）において上述された元素を含む元素Ｍｏ、Ｖ、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4、Ｚ5、Ｚ6の源の微細分割乾燥混合物に組み込み、結果として得ることが可能である水溶性混合物を乾燥し、結果として得られる乾燥先駆物質組成を２５０から６００℃の温度において乾燥前または乾燥後にか焼して所望の触媒ジオメトリを与えることによって得ることが可能である。
【０１２９】
予備成形された固体出発組成１が＜７０℃の温度において水溶性出発組成２に組み込まれる多金属酸化物組成ＩＸが好ましい。マルチメタ酸化物組成ＶＩ触媒の製造の詳細な記述は、たとえば、ＥＰ‐Ａ  ６６８  １０４、ＤＥ‐Ａ  １９７  ３６  １０５、ＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９２８、ＤＥ‐Ａ  １９７  ４０  ４９３、およびＤＥ‐Ａ  １９５  ２８  ６４６に包含されている。
【０１３０】
成形に関して、多金属酸化物組成ＶＩＩ触媒について行われた記述は、多金属酸化物組成ＩＸ触媒に適用される。
【０１３１】
「アクロレイン→アクリル酸」段階に顕著に適切な多金属酸化物触媒は、具体的には本文書の一般式Ｉの多金属酸化物活性組成物を特に有するＤＥ‐Ａ  １９８  １５  ２８１のものでもある。
【０１３２】
非坦持触媒リングが、プロピレンからアクロレインの段階に使用され、コーティング触媒リングが、アクロレインからアクリル酸の段階に使用されることが有利である。
【０１３３】
プロピレンからアクロレイン（および適切であればアクリル酸）の本発明による方法の実施は、たとえば、ＤＥ‐Ａ  ４  ４３１  ９５７において記載されているように、単一域多重触媒チューブ固定床反応器において、記述された触媒で実施することが可能である。この場合、出発反応ガス混合物２および熱キャリア（熱交換媒体）は、反応器にわたって見て並流または逆流して伝達することが可能である。
【０１３４】
反応圧力は、通常、１から３バールの範囲にあり、（出発）反応ガス混合物２の固定触媒床に関する空間速度は、１５００から４０００または６０００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ以上であることが好ましい。プロピレンの装填（固定触媒床に関するプロピレンの毎時空間速度）は、通常、９０から２００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈまたは３００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ以上である。１３５ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈまたは≧１４０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ、または≧１５０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ、または≧１６０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈを超えるプロピレンの装填は、本発明によれば特に好ましいが、その理由は、本発明の出発反応ガス混合物２により、好適なホットスポットが生じるからである（上記のすべては、固定床反応器の測定の選択に関係なく適用される）。
【０１３５】
充填ガス混合物の単一域多重触媒チューブ固定床反応器への流れは、上からであることが好ましい。使用される熱交換媒体は、塩溶融物であることが適切であり、６０重量％の硝酸カリウム（ＫＮＯ3）、４０重量％の亜硝酸ナトリム（ＮａＮｏ2）、または５３重量％の硝酸カリウム（ＫＮＯ3）、４０重量％の亜硝酸ナトリウム（ＮａＮｏ2）、および７重量％の硝酸ナトリウム（ＮａＮｏ3）からなることが好ましい。
【０１３６】
反応器にわたって見ると、塩溶融物および反応ガス混合物２は、並流または逆流して伝達することが可能である。塩溶融物自体は、触媒チューブの周りに蛇行方式で伝達されることが好ましい。
【０１３７】
触媒チューブへの流れが上から下であるとき、以下のように下から上に触媒で触媒チューブを充填することが適切である（下から上への流れでは、充填順序は反対であることが適切である）。
【０１３８】
・第１に、触媒チューブの長さの４０から８０または６０％の長さまで、触媒のみ、または触媒と不活性材料の混合物、後者は、混合物に基づいて２０重量％までの重量による割合を占める（セクションＣ）
・これに続いて、チューブの全長の２０から５０または４０％の長さまで、触媒のみ、または触媒と不活性材料の混合物、後者は、混合物に基づいて４０重量％までの重量による割合を占める（セクションＢ）
・最後に、チューブの全長の１０から２０％の長さまで、非常に小さい圧力降下を生じるように選択されることが好ましい不活性材料の床（セクションＡ）
セクションＣは、希釈されないことが好ましい。
【０１３９】
上述された充填の変形形態は、使用される触媒が、ＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９５７の実施例１による触媒、またはＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９５７の実施例３による触媒であり、使用される不活性材料が、ジオメトリ７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）を有するステアタイト・リングであるとき、特に適切である。塩バス温度に関して、ＤＥ‐Ａ  ４  ４３１  ９５７の記述が適用される。
【０１４０】
しかし、プロピレンからアクロレイン（適切であればアクリル酸）の部分酸化の第１段階の実施は、ＤＥ‐Ａ  １９９  １０  ５０６によって記載されているように、たとえば２域多重触媒チューブ固定床反応器において、記述された触媒で実施することも可能である。上述された場合の両方において（極めて一般的には本発明による方法において）、単一通過において達成されるプロペン変換は、通常、≧９０ｍｏｌ％、または≧９５ｍｏｌ％の値にあり、アクロレイン形成の選択性は、≧９０ｍｏｌ％の値にある。本発明によれば、プロピレンからアクロレイン、またはアクリル酸もしくはその混合物の本発明の部分酸化は、ＥＰ‐Ａ  １１５９２４４において記載されているように、最も好ましくはＷＯ  ０４／０８５３６３およびＷＯ  ０４／０８５３６２において記載されているように実施されることが有利であるが、使用される出発反応ガスが本発明の出発反応ガス混合物２である点が異なる。具体的には、上述された文献のすべての作用例は、これらの文献において記載されているように実施することが可能であるが、出発反応ガス混合物２を充填ガス混合物として使用し、具体的には、出発反応ガス混合物２が特に好ましくかつ例示として挙げられる。
【０１４１】
文献ＥＰ‐Ａ  １１５９２４４、ＷＯ  ０４／０８５３６３、およびＷＯ  ０４／０８５３６２は、本文書の一体的一部と見なされる。
【０１４２】
すなわち、プロピレンからアクロレインの本発明の部分酸化は、増大されたプロピレン毎時空間速度および少なくとも２つの温度域を有する固定触媒床にわたって実施することができることが特に有利である。
【０１４３】
すなわち、プロピレンからクロレイン、またはアクリル酸、もしくはその混合物の本発明の部分酸化の有利な実施形態は、反応ガス混合物２が、活性組成物が元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床にわたって（経て）伝達される本発明による方法であり、単一通過の際のプロピレン変換が≧９０％であり、かつ共に取り上げられるアクリル酸副生成物形成の関連選択性が９０≧ｍｏｌ％であることを条件とし、
ａ）反応ガス混合物２に存在するプロペンの固定触媒床に関する毎時空間速度は、≧ｌ６０ｌ（ＳＴＰ）のプロペン／ｌ固定触媒床・ｈであり、
ｂ）固定触媒床は、２つの空間連続反応域Ａ*、Ｂ*において構成され、反応域Ａ*の温度は３００から３９０℃であり、反応域Ｂ*の温度は３０５から４２０℃であり、かつ同時に反応域Ａ*の温度より少なくとも５℃高く、
ｃ）出発反応ガス２は、時間順序「まずＡ*」、「次いでＢ*」で反応Ａ*、Ｂ*を通って流れ、
ｄ）反応域Ａ*は、４０から８０ｍｏｌ％の変換にまで及ぶ。
【０１４４】
そうでない場合、ＥＰ‐Ａ  １１５９２４４を参照する。
【０１４５】
これは、プロピレンからアクロレイン、またはアクリル酸もしくはその混合物の本発明の部分酸化の極度に好ましい実施形態は、出発反応ガス２が、活性組成物が元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む少なくとも１つのマルチメタ酸化物である固定触媒床にわたって伝達される本発明による方法であることをも意味し、
・固定触媒床が、２つの空間連続温度域Ａ、Ｂにおいて構成され、
・温度域Ａの温度および温度域Ｂの温度の両方が、２９０から３８０℃の範囲の温度であり、
・固定触媒床が、少なくとも２つの空間連続固定触媒床・域からなり、１つの固定触媒床・域内の容量特異的活性がほぼ一定であり、かつ１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移において反応ガス混合物２の流れ方向において先鋭に増大し、
・温度域Ａが、４０から８０ｍｏｌ％のプロペンの変換にまで及び、
・固定触媒床全体を経た出発反応ガス混合物２の単一パスにおけるプロペン変換が≧９０ｍｏｌ％であり、変換プロペンに基づくアクロレイン形成の選択性が≧９０ｍｏｌ％であり、
・出発反応ガス混合物２が温度域Ａ、Ｂを通って流れる時間順序が、温度域のアルファベット順序に対応し、
・出発反応ガス混合物２に存在するプロペンの固定触媒床に対する毎時空間速度が、≧９０ｌ（ＳＴＰ）のプロペン／ｌ固定触媒床・ｈであり、
・出発反応ガス混合物２が温度域Ａ内において有する最高温度ＴmaxA、および出発反応ガス混合物２が温度域Ｂ内において有する最高温度ＴmaxBから形成される差ＴmaxA−ＴmaxBが≧０℃であることを条件とし、
さらに、固定触媒床における温度域Ａから温度域Ｂへの遷移は、１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移と一致しない。
【０１４６】
この手続きの他の詳細は、本文書の一体的一部であるＷＯ  ０４／０８５３６２、およびプロピレンからアクリル酸の特に好ましい２段階部分酸化の記述の本文書の他の過程において見ることができる。
【０１４７】
プロピレンからアクロレインの２段階部分酸化、すなわちアクロレインからアクリル酸の部分酸化の場合の第２段階の実施は、たとえばＤＥ‐Ａ  ４４  ３１  ９４９において記載されているように１域多重触媒チューブ固定床反応器において、記述された触媒で実施することが可能である。この反応段階において、反応ガス混合物３および熱キャリアは、反応器にわたって見て並流に伝達することができる。一般に、アクロレインへの以前の本発明のプロピレン部分酸化の生成物ガス混合物は、原理的にはそれ自体として（適切であればその中間冷却後（これは、たとえば、２次空気追加によって間接または直接実施することが可能である））、すなわち２次成分を分離せずに、第２反応段階すなわちアクロレイン部分酸化に伝達することができる。
【０１４８】
第２段階のアクロレイン部分酸化に必要な分子状酸素は、アクロレインへの本発明のプロピレン部分酸化について出発反応ガス混合物２にすでに存在していることが可能である。しかし、第１反応段階の生成物ガス混合物に部分的にまたは完全に直接追加することも可能である（これは、（２次）空気の形態において実施されることが好ましいが、純粋酸素の形態または不活性ガスもしくは酸素の混合物の形態において実施することも可能である）。手続きに関係なく、アクロレインからアクリル酸のそのような本発明の部分酸化充填ガス混合物（出発反応ガス混合物３）は、原理的にはプロピレンからアクロレイン、またはアクリル酸もしくはその混合物への本発明の部分酸化と同じ理由で、以下の含有量を有する。
【０１４９】
４．５から８容量％のアクロレイン
２．２５または４．５から９容量％の分子状酸素
６から３０容量％のプロパン
３２から７２容量％の分子状窒素
５から１５容量％の水蒸気
出発反応ガス混合物３は、以下の含有量を有することが好ましい。
【０１５０】
５．５から８容量％のアクロレイン
２．７５または５．５から９容量％の分子状酸素
１０から２５容量％のプロパン
４０から７０容量％の分子状窒素
５から１５容量％の水蒸気
出発反応ガス混合物３は、以下の含有量を有することが最も好ましい。
【０１５１】
６から８容量のアクロレイン（好ましくは６から７容量％）
３または６から９容量の分子状酸素
１０から２０容量のプロパン（好ましくは１０から１６容量％）
５０から６５容量の分子状窒素
７から１３容量の水蒸気
好ましい範囲は互いに独立に適用されるが、同時に実現されることが有利である。
【０１５２】
非常に一般的には、記述されたすべての本発明の出発反応ガス混合物３について、水蒸気で規定された成分以外の成分の全含有量が、≦１０容量％、好ましくは８≦容量％、より好ましくは≦６または≦５容量％、および最も好ましくは≦４容量％であるときが好適である。特に有利には、炭素酸化物の出発反応ガス３における全含有量は、≦５容量％、最も有利には≦３容量％または≦２容量％である。
【０１５３】
プロピレンの出発反応ガス３における含有量は、好ましくは≦２容量％より好ましくは≦１容量％である。
【０１５４】
出発反応ガス３について、出発反応ガス３に存在する分子状酸素と出発反応ガス３に存在するアクロレインのモル比が≧０．５および≦２、有利には≧１および≦１．７５、より有利には≧１および≦１．５、最も有利には≧１および≦１．２５であるときも有利である。
【０１５５】
出発反応ガス３について、内部に存在するプロパンと内部に存在するアクロレインのモル比が１から４、好ましくは１．５から３．５、より好ましくは１．５から３、最も好ましくは１．５または２から２．５であるときも有利である。
【０１５６】
メタンおよび／またはエタンの出発反応ガス３における含有量は、一般に、≦８容量％、通常は≦５容量％、および通常は≦３容量％または≦２容量％である。しかし、しばしば≧０．５容量％が有利である。
【０１５７】
第１反応段階と同様に、第２反応段階の反応圧力も、通常、１から３バールの範囲にあり、出発反応ガス３の固定触媒床に対する全空間速度は、１５００から４０００または６０００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ以上であることが好ましい。アクロレイン装填（固定触媒床に対するアクロレインの毎時空間速度）は、通常、９０から１９０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ、または２９０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ以上である。１３５ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ、または≧１４０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ、または≧１５０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ、または≧１６０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈを超えるアクロレイン装填が特に好ましいが、その理由は、本発明の出発反応ガス３により、同様に好適なホットスポットの働きが生じるからである。
【０１５８】
固定触媒床を経た出発反応ガス３の単一通過に基づくアクロレイン変換は、通常は≧９０ｍｏｌ％であり、付随するアクリル酸形成の選択性は≧９０ｍｏｌ％である。
【０１５９】
充填ガス混合物の単一域多重触媒チューブ固定床反応器への流れは、同様に上からであることが好ましい。第２段階において使用される熱交換媒体も、塩溶融物であることが好ましく、６０重量％の硝酸カリウム（ＫＮＯ3）、４０重量％の亜硝酸ナトリム（ＮａＮＯ2）、または５３重量％の硝酸カリウム（ＫＮＯ3）、４０重量％の亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ2）、および７重量％の硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ3）からなることが好ましい。反応器にわたって見ると、塩溶融物および反応ガス混合物３は、並流または逆流して伝達することが可能である。塩溶融物自体は、触媒チューブの周りを蛇行方式で伝達されることが好ましい。
【０１６０】
触媒チューブへの流れが上から下であるとき、以下のように下から上に触媒で触媒チューブを充填することが適切である。
【０１６１】
・第１に、触媒チューブの長さの５０から８０または６０％の長さまで、触媒のみまたは触媒と不活性材料の混合物、後者は、混合物に基づいて２０重量％までの重量による割合を占める（セクションＣ）
・これに続いて、触媒チューブの長さの２０から４０％の長さまで、触媒のみまたは触媒と不活性材料の混合物、後者は、混合物に基づいて４０重量％までの重量による割合を占める（セクションＢ）
・最後に、触媒チューブの長さの５から２０％の長さまで、非常に小さい圧力降下を生じるように選択されることが好ましい不活性材料の床（セクションＡ）
セクションＣは、希釈されないことが好ましい。アクロレインからアクリル酸の不均一触媒気相部分酸化の場合には非常に一般的であるように（特に固定触媒床に対する高いアクロレイン装填および充填ガス混合物の高水蒸気含有量において）、セクションＢも、２つの連続触媒希釈剤からなることが可能である（ホットスポットの温度およびホットスポットの感温性を最小限に抑えるために）。下から上まで、まず２０重量％までの不活性材料、続いて＞２０重量％について５０または４０重量％の不活性材料である。次いで、セクションＣは、希釈されないことが好ましい。
【０１６２】
下から上への触媒チューブへの流れでは、触媒チューブの充填は、反対であることが適切である。
【０１６３】
上述された充填の変形形態は、使用される触媒がＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９２８の製造例５によるもの、またはＤＥ‐Ａ  １９８  １５  ２８１によるものであり、使用される不活性材料は、ジオメトリ７ｍｍ×７ｍｍ×ｍｍまたは７ｍｍ×７ｍｍ×３ｍｍ（それぞれの場合において外径×高さ×内径）を有するステアタイト・リングであるとき、特に適切である。塩バス温度に関して、ＤＥ‐Ａ  ４４３  １９  ４９の記述が適用される。単一通過において達成されるアクロレイン変換が、通常、≧９０ｍｏｌ％、または≧９５ｍｏｌ％、または≧９９ｍｏｌ％である。
【０１６４】
しかし、アクロレインからアクリル酸の部分酸化の実施は、たとえば、ＤＥ‐Ａ  １９９  １０  ５０８に記載されているように２域多重触媒チューブ固定床反応器において、記述された触媒で実施することも可能である。アクロレイン変換について、上記の記述が適用される。上述されたアクロレイン部分酸化が、２域多重触媒チューブ固定床反応器におけるアクリル酸への２段階プロピレン酸化として実施される場合でも、充填ガス混合物（出発反応ガス３）は、第１段階を対象とする部分酸化の生成物ガス混合物を使用することによって（適切であれば、間接または直接（たとえば２次空気を供給することによって）中間冷却後）直接得られることが適切である（すでに上述されているように）。アクロレイン部分酸化に必要な酸素は、空気の形態で添加することが好ましく（適切であれば、純粋分子状酸素の形態において、または分子状酸素および不活性ガスの混合物の形態においても）、たとえば、２段階部分酸化（プロピレン→アクロレイン）の第２段階の生成物ガス混合物に直接添加する。しかし、すでに記述されているように、第１反応段階の出発反応ガス混合物２にすでに存在することも可能である。
【０１６５】
部分酸化の第２段階を充填するために、部分酸化の第１段階の生成物ガス混合物を直接さらに使用するアクリル酸へのプロピレンの２段階部分酸化では、２つの１域多重触媒チューブ固定床反応器（触媒床に対する高反応物毎時空間速度では、非常に一般的であるように、管束反応器にわたって見て、反応ガスと塩バス（熱キャリア）との間において対向モードが好ましい）、または２つの２域多重触媒チューブ固定床反応器は、一般に直列に接続される。混合直列接続（１域／２域またはその反対）も可能である。
【０１６６】
反応器間に、適切であればろ過機能を実施することができる不活性床を含むことが可能である中間冷却器を配置することが可能である。プロピレンからアクリル酸の２段階部分酸化の第１段階の多重触媒チューブ反応器の塩バス温度は、一般に３００から４００℃である。プロピレンからアクリル酸の部分酸化の第２段階の多重触媒チューブ反応器の塩バス温度は、通常、２００から３５０℃である。さらに、熱交換媒体（好ましくは塩溶融物）は、入力温度と出力温度の差が一般に≦５℃であるように、通常、該当多重触媒チューブ固定床反応器を経て伝達される。すでに述べられているように、プロピレンからアクリル酸の部分酸化の両段階は、ＤＥ‐Ａ  １０１  ２１  ５９２に記載されているように、１充填に対して１反応器において実施することも可能である。
【０１６７】
第１段階（「プロピレン→クロレイン」）の出発反応ガス混合物２の一部は、部分酸化に由来する酸化サイクルガス（残留ガス）とすることが可能であることも再び述べられるべきである。
【０１６８】
これは、すでに述べられたように、分子状酸素を含む気体であり、部分酸化の生成物ガスから対象生成物を分離した（アクロレインおよび／またはアクリル酸の分離）後に残存し、プロピレンからアクロレインおよび／またはアクリル酸の部分酸化の第１段階および／または適切であれば第２段階の充填に不活性希釈剤ガスとして部分的にリサイクルすることが可能である。
【０１６９】
しかし、プロパン、分子状酸素、および適切であれば未変換プロピレンを含むそのような酸素サイクルガスを、適切であればプロピレン源として機能する不均一触媒プロパン脱水素化に排他的にリサイクルすることが好ましい。
【０１７０】
全般的に、内部において触媒充填が第１反応段階の完了と共に個々の触媒チューブに沿って適切に変化する管束反応器（単一反応器におけるそのような２段階プロピレン部分酸化が、たとえばＥＰ‐Ａ  ９１  １３  １３、ＥＰ‐Ａ  ９７  ９８  １３、ＥＰ‐Ａ  ９９  ０６  ３６、およびＤＥ‐Ａ  ２８  ３０  ７６５によって教示されている）プロピレンからアクリル酸の部分酸化の２段階の２酸化段階の最も簡単な実施形態を形成する。適切であれば、触媒での触媒チューブの充填は、不活性材料床によって中断される。
【０１７１】
しかし、直列に接続された２つの管束システムの形態において２酸化段階を実施することが好ましい。これらは、１つの反応器に配置することが可能であり、この場合、１つの管束から他の管束への遷移は、触媒チューブに収容されていない（および歩いてアクセス可能であることが適切である）不活性材料の床によって形成される。触媒チューブは、一般に熱キャリアによって周りを流れるが、これは、上述されたように収容されている不活性床に到達しない。したがって、２つの触媒チューブ束は、空間的に離れた反応器において収容されることが有利である。一般に、中間冷却器が、第１反応段階を出る生成物ガス混合物において進行するあらゆるアクロレイン事後燃焼を低減するために、２つの管束反応器の間に配置される。第１反応段階の反応温度（プロピレン→アクロレイン）は、一般に３００から４５０℃、好ましくは３２０から３９０℃である。第１反応段階の反応温度（アクロレイン→アクリル酸）は、一般に２００から３７０℃、しばしば２２０から３３０℃である。両酸化段階の反応圧力は、適切には０．５から５バール、有利には１から３バールである。両反応段階における反応ガスの酸化触媒に対する毎時空間速度（ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ）は、しばしば１５００から２５００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ、または４０００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈまでである。プロピレンの毎時空間速度は、１００から２００または３００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ以上とすることが可能である。
【０１７２】
原理的には、本発明による方法の２つの酸化段階は、たとえば、ＤＥ‐Ａ  １９８  ３７  ５１７、ＤＥ‐Ａ  １９９  １０  ５０６、ＤＥ‐Ａ  １９９  １０  ５０８、およびＤＥ‐Ａ  １９８  ３７  ５１９に記載されているように構成することが可能である。
【０１７３】
両反応段階において、反応化学量論に従って必要な量に対する過剰な分子状酸素は、特定の気相部分酸化の動態に対して有利な影響を有する。
【０１７４】
原理的には、以下のように、単一管束反応器においてプロピレンからアクリル酸の本発明の不均一触媒気相部分酸化を実現することも可能である。両反応段階は、活性組成物が、元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを備え、かつ両反応段階の反応に触媒作用を及ぼすことができる多金属酸化物である１つまたは複数の触媒で充填される酸化反応器において進行する。この触媒充填は、当然、反応座標に沿って連続的にまたは突然変化することがある。当然、直列に接続された２つの酸化段階の形態におけるプロピレンからアクリル酸の本発明の２段階部分酸化の一実施形態では、第１酸化段階において副生成物として形成され、かつこの生成物ガス混合物の第１酸化段階を出る生成物ガス混合物に存在する二酸化炭素および水蒸気を、それが第２酸化段階に通過する前に、必要であれば一部または完全に分離することが可能である。本発明によれば、そのような分離を提供しない手続きを選択することが好ましい。
【０１７５】
２つの酸化段階間において実施される中間酸素供給の有用な源は、すでに述べられているように、空気（好ましい）の他に、純粋分子状酸素、またはＣＯ2、ＣＯ、希ガス、Ｎ2および／または飽和炭化水素などの不活性ガスで希釈された分子状酸素がある。
【０１７６】
本発明による方法では、たとえば冷気を高温生成物ガス混合物２に計量供給することにより、出発反応ガス混合物３の成分としてさらに使用する前に、直接経路によって冷却することもできる。
【０１７７】
本発明によれば、アクロレインからアクリル酸の部分酸化は、ＥＰ‐Ａ  １１  ５９  ２４６において記載されているように、最も好ましくはＷＯ  ０４／０８５３６およびＷＯ  ０４／０８５３７０において記載されているように実施されることが有利である。しかし、本発明によれば、アクロレインを含む出発反応ガス混合物として、出発反応ガス混合物３を使用することが好ましい（これは、具体的には、プロピレンからアクロレインの本発明の第１段階部分酸化の生成物ガス混合物とすることが可能であり、これは、適切であれば、結果的な出発反応ガス混合物３における分子状酸素とアクロレインの比率が各場合において０．５から１．５である十分な２次空気で補足されている）。具体的には、上述された文献のすべての作用例は、これらの文献において記載されているように実施することが可能であるが、出発反応ガス混合物３を充填ガス混合物として使用し、具体的には、出発反応ガス混合物３が、特に好ましくかつ例示的であるとして本文書において挙げられる。文献ＥＰ‐Ａ  １１５９２４６、ＷＯ  ０４／９７５３６、およびＷＯ  ０４／０８５３７０は、本文書の一体的一部と見なされる。
【０１７８】
すなわち、アクロレインからアクリル酸の本発明の部分酸化は、少なくとも２つの温度域を有する固定触媒床にわたって増大したアクロレイン毎時空間速度で実施することができることが有利である。
【０１７９】
すなわち、アクロレインからアクリル酸の本発明の部分酸化の有利な実施形態は、出発反応ガス混合物３が、活性組成物が元素ＭｏおよびＶを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床にわたって（経て）伝達される方法であり、単一通過におけるアクロレイン変換が≧９０ｍｏｌ％であり、付随するアクリル酸形成の選択性が≧９０ｍｏｌ％であることを条件とし、
ａ）出発反応ガス混合物３に存在するアクロレインの固定触媒床に関する毎時空間速度は、≧１５０ｌ（ＳＴＰ）のアクロレイン／ｌ固定触媒床・ｈであり、
ｂ）固定触媒床は、２つの空間連続反応域Ｃ*、Ｄ*に配置された１つの固定触媒床からなり、反応域Ｃ*の温度は２３０から２７０℃であり、反応域Ｄ*の温度は２５０から３００℃であり、かつ同時に反応域Ｃ*の温度より少なくとも５℃高く、
ｃ）出発反応ガス混合物３は、「まずＣ*」、「次いでＤ*」の時間順序で反応域Ｃ*、Ｄ*を通って流れ、
ｄ）反応域Ｃ*は、５５から８５ｍｏｌ％のアクロレインの変換にまで及ぶ。
【０１８０】
そうでない場合、ＥＰ‐Ａ  １１５９２４６を参照する。
【０１８１】
すなわち、アクロレインからアクリル酸の本発明の部分酸化の特に好ましい実施形態は、出発反応ガス混合物３が、活性組成物が元素ＭｏおよびＶを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床にわたって伝達される本発明による方法であり、
・固定触媒床が２つの空間連続温度域Ｃ、Ｄに配置され、
・温度域Ｃの温度および温度域Ｄの温度の両方が、２３０から３２０℃の範囲の温度にあり、
・固定触媒床が、少なくとも２つの空間連続固定触媒床・域からなり、１つの固定触媒床・域内の容量特異的活性がほぼ一定であり、かつ１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移において反応ガス混合物３の流れ方向において先鋭に増大し、
・温度域Ｃが、４５から８５ｍｏｌ％のアクロレインの変換にまで及び、
・固定触媒床全体を通る出発反応ガス混合物３の単一通過におけるアクロレイン変換が≧９０ｍｏｌ％であり、変換アクロレインに基づくアクリル酸形成の選択性が≧９０ｍｏｌ％であり、
反応ガス混合物３が域Ｃ、Ｄを通って流れる時間順序が、温度域のアルファベット順に対応し、
・出発反応ガス混合物３に存在するアクロレインの固定触媒床に関する毎時空間速度が、≧７０ｌ（ＳＴＰ）のアクロレイン／ｌ固定触媒床・ｈであり、
・出発反応ガス混合物３が温度域Ｃ内において有する最高温度ＴmaxCと出発反応ガス混合物３が温度域Ｄ内において有する最高温度ＴmaxDの差ＴmaxC−ＴmaxDが≧０℃であることを条件とし、
さらに、固定触媒床における温度域Ｃから温度域Ｄへの遷移は、１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移と一致しない。
【０１８２】
この手続きのさらなる詳細は、本文書の一体的一部であるＷＯ  ０４／０８５３７０、およびプロピレンからアクリル酸の特に好ましい２段階部分酸化の記述の本文書の他の過程においても見ることができる。
【０１８３】
プロピレンからアクリル酸のそのような特に好ましい２段階部分酸化は、ＥＰ‐Ａ  １１５９２４８およびＷＯ  ０４／０８５３６７において記載されているように実施することが有利に可能であるが、第１酸化段階に使用される出発反応ガス混合物（プロピレンからアクレロイン）が本発明の出発反応ガス混合物２である点が異なる（具体的には、ＥＰ‐Ａ  １１５９２４８およびＷＯ  ０４／０８５３６７の作用例においても：両文献は本文書の一体的一部を形成する）。
【０１８４】
すなわち、本発明の出発反応ガス混合物２は、活性組成物が元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床１にわたって（経て）第１反応段階においてまず伝達され、単一通過におけるプロピレン変換が≧９０ｍｏｌ％であり、共に取り上げられる付随するアクロレイン形成およびアクリル酸副生成物形成の選択性が≧９０ｍｏｌ％であり、第１反応段階を出る生成物ガス混合物２の温度が、適切であれば、間接および／または直接冷却によって低減され、分子状酸素および／または不活性ガスが、適切であればガス混合物２を生成するために添加し、次いで、活性組成物がモリブデンおよびバナジウムを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床２にわたる（経る）第２反応段階において、アクロレイン、分子状酸素、および少なくとも１つの不活性ガスを含有し、かつ分子状酸素およびアクロレインを≧０．５のモルＯ2：Ｃ3Ｈ4Ｏ比で含む出発反応ガス混合物３として伝達され、単一通過におけるアクロレイン変換が≧８０ｍｏｌ％であり、変換されたプロピレンに基づいて両反応段階にわたって評価されるアクリル酸形成の選択性が≧９０ｍｏｌ％であることを条件とし、他の手続きは、
ａ）出発反応ガス混合物２に存在するプロペンの固定触媒床に対する毎時空間速度が、≧１６０ｌ（ＳＴＰ）のアクロレイン／ｌ固定触媒床１・ｈであり、
ｂ）固定触媒床が、２つの空間連続反応域Ａ*、Ｂ*に配置された１つの固定触媒床からなり、反応域Ａ*の温度が３００から３９０℃であり、反応域Ｂ*の温度が３０５から４２０℃であり、かつ同時に反応域Ａ*の温度より少なくとも５℃高く、
ｃ）出発反応ガス混合物２が、時間順序「まずＡ*」、「次いでＢ*」で反応域Ａ*、Ｂ*を通って流れ、
ｄ）反応域Ａ*が４０から８０ｍｏｌ％のプロペンの変換にまで及び、
ｅ）出発反応ガス混合物３に存在するアクロレインの固定触媒床２に関する毎時空間速度が、≧１４０ｌ（ＳＴＰ）のアクロレイン／ｌ固定触媒床２・ｈであり、
ｆ）固定触媒床２が、２つの空間連続反応域Ｃ*、Ｄ*に配置された１つの固定触媒床２からなり、反応域Ｃ*の温度が２３０から２７０℃であり、反応域Ｄ*の温度２５０から３００℃であり、かつ同時に反応域Ｃ*より少なくとも１０℃高く、
ｇ）出発反応ガス混合物３が、時間順序「まずＣ*」、「次いでＤ*」で反応域Ｃ*、Ｄ*を通って流れ、
ｈ）反応域Ｃ*が、５５から８５ｍｏｌ％のプロペンの変換にまで及ぶようなものである。
【０１８５】
そうでない場合、ＥＰ‐Ａ  １１  ５９  ２４８を参照する。
【０１８６】
しかし、本文書の一体的一部であるＷＯ  ０４／０８５３６９により実施することがより好ましいが、第１酸化段階（プロピレンからアクロレイン）に使用される出発反応ガス混合物が、本発明の出発反応ガス混合物２である点が異なる（具体的にはＷＯ  ０４／０８５３６９の作用例においても）。
【０１８７】
すなわち、本発明の出発反応ガス２は、まず、活性組成物がＭｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床１にわたって第１反応段階において伝達され、
・固定触媒床１が、２つの空間連続温度域Ａ、Ｂに配置され、
・温度域Ａの温度および温度域Ｂの温度の両方が、２９０から３８０℃の範囲の温度であり、
・固定触媒床１が、少なくとも２つの空間連続固定触媒床・域からなり、１つの固定触媒床・域内の容量特異的活性がほぼ一定であり、かつ１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移において反抗ガス混合物２の流れ方向において先鋭に増大し、
・温度域Ａが、４０から８０ｍｏｌ％のプロペンの変換にまで及び、
・固定触媒床全体を通る出発反応ガス混合物２の単一通過におけるプロペン変換が≧９０ｍｏｌ％であり、共に取り上げられ、かつ変換プロパンに基づくアクロレイン形成およびアクリル酸副生成物形成の選択性が≧９０ｍｏｌ％あり、
・出発反応ガス混合物２が温度域Ａ、Ｂを通って流れる時間順序が、温度域Ａ、Ｂのアルファベット順序に対応し、
・出発反応ガス混合物２に存在するプロペンの固定触媒床１に対する毎時空間速度が、≧９０ｌ（ＳＴＰ）のアクロレイン／ｌ固定触媒床２・ｈであり、
・出発反応ガス混合物２が温度域Ａ内において有する最高温度ＴmaxAと出発反応ガス混合物２が温度域Ｂ内において有する最高温度ＴmaxBの差ＴmaxA−ＴmaxBが≧０℃であることを条件とし、
したがって、第１反応段階を出る生成物ガス混合物２の温度は、適切であれば、冷却によって低減され、適切であれば分子状酸素および／または不活性ガス、好ましくは適切であれば空気が、ガス混合物２を生成するために添加し、その後、アクロレイン、分子状酸素、および少なくとも１つの不活性ガスを含有し、かつ活性組成物が元素ＭｏおよびＶを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床２にわたる第２反応段階において、分子状酸素およびアクロレインを≧０．５のモルＣ2：Ｃ3Ｈ4比で含む出発反応ガス混合物３として伝達され、
・固定触媒床２が、２つの空間連続温度域Ｃ、Ｄに配置され、
・温度域Ｃの温度および温度域Ｄの温度の両方が、２３０から３２０℃の範囲の温度にあり、
・固定触媒床２が、少なくとも２つの空間連続固定触媒床・域からなり、１つの固定触媒床・域内の容量特異的活性がほぼ一定であり、かつ１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移において反応ガス混合物３の流れ方向において先鋭に増大し、
・温度域Ｃが、４５から８５ｍｏｌ％のアクロレインの変換にまで及び、
・固定触媒床２全体を通る出発反応ガス混合物３の単一通過におけるアクロレイン変換が≧９０ｍｏｌ％であり、変換アクロレインに基づくアクリル酸形成の選択性が≧８０ｍｏｌ％であり、
反応ガス混合物３が域Ｃ、Ｄを通って流れる時間順序が、温度域のアルファベット順に対応し、
・出発反応ガス混合物３に存在するアクロレインの固定触媒床２に関する毎時空間速度が、≧７０ｌ（ＳＴＰ）のアクロレイン／ｌ固定触媒床２・ｈであり、
・出発反応ガス混合物３が温度域Ｃ内において有する最高温度ＴmaxCと出発反応ガス混合物３が温度域Ｄ内において有する最高温度ＴmaxDの差ＴmaxC−ＴmaxDが≧０℃であることを条件とし、
さらに、方法において、固定触媒床１における温度域Ａから温度域Ｂの遷移も、固定触媒床２における温度域Ｃから温度域Ｄへの遷移も、１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移と一致しないことを特徴とする。
【０１８８】
本文書では、温度域の温度は、本発明による方法が実施されているときであるが、化学反応がない場合の温度域に配置された固定触媒床の部分の温度を指す。この温度が温度域内において一定ではないとき、温度域の温度という用語は、温度域に沿った固定触媒床の温度の（数値的）平均値を指す。この文脈では、個々の温度域は互いにほぼ独立に加熱されることが本質的である。
【０１８９】
プロペンからアクロレインの不均一触媒部分気相酸化、およびアクロレインからアクリル酸の不均一触媒部分気相酸化の両方とも、顕著に発熱反応であるので、固定触媒床１および固定触媒床２を経た反応通過における反応ガス混合物２の温度および反応ガス混合物３の温度の両方とも、一般に温度域の温度とは異なる。これらは、通常、温度域の温度より高く、一般に、最大値（ホットスポット最大値）を通過し、または温度域内の最大値から開始して降下する。
【０１９０】
一般に、本発明による方法における差ＴmaxA−ＴmaxBは、８０℃を超えない。本発明によれば、ＴmaxA−ＴmaxBは≧３℃かつ≦７０℃である。本発明による方法におけるＴmaxA−ＴmaxBは、≧２０℃かつ≦６０℃であることが極度に好ましい。
【０１９１】
本発明による方法が、固定触媒床１に関する比較的低い（≧９０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦１６０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ）プロペン毎時空間速度の場合に実施されているとき、本発明による必要な差ＴmaxA−ＴmaxBは、通常、第１に反応域Ａの温度および反応域Ｂの温度が共に２９０から３８０℃の範囲にあり、第２に反応域Ｂの温度（ＴB）と反応域Ａの温度（ＴA）の差、すなわちＴB−ＴAが≦０℃かつ≧−２０℃または≧−１０℃、あるいは≦０℃かつ≧−５℃、あるいはしばしば≦０℃かつ≧−３℃であるとき達成される。
【０１９２】
本発明による方法が、増大された（本発明によれば好ましい）プロペン毎時空間速度（≧１６０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦３００ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、または≦６００ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ）下において実施されているとき、本発明による必要な差ＴmaxA−ＴmaxBは、通常、第１に、反応域Ａの温度および反応域Ｂの温度が共に２９０から３８０℃の範囲にあり、かつＴB−ＴAが≧０℃かつ≦５０℃、または≧５℃かつ≦４５℃、または≧１０℃かつ≦４０℃、または≧１５℃かつ≦３０℃もしくは≦３５℃（たとえば、２０℃または２５℃）であるとき達成される。
【０１９３】
ＴB−ＴAの温度差に関する上記の記述は、反応域Ａの温度が３０５から３６５℃の好ましい範囲内、または３１０から３４０℃の特に好ましい範囲内にあるとき、一様に適用される。
【０１９４】
したがって、記述された方法における固定触媒床１に関するプロペンの毎時空間速度は、たとえば、≧９０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦３００ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、または≧１１０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２８０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、または≧１３０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２６０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、または≧１５０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２４０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、または≧１７０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２２０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、または≧１９０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２００ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈとすることが可能である。
【０１９５】
本発明によれば、温度域Ａは、５０から７０ｍｏｌ％または６０から７０ｍｏｌ％のプロペン変換にまで及ぶことが好ましい。
【０１９６】
一般に、本発明による方法における差ＴmaxC−ＴmaxDは、７５℃を超えない。本発明によれば、ＴmaxC−ＴmaxDは、≧３℃かつ≦６０℃であることが好ましい。極度に好ましくは、本発明によるＴmaxC−ＴmaxDは、≧５℃かつ≦４０℃である。
【０１９７】
本発明による方法が、固定触媒床２に対する比較的低い（≧７０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦１５０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ）アクロレイン毎時空間速度の場合に実施されているとき、本発明による必要ば差ＴmaxC−ＴmaxDは、通常、第１に反応域Ｃの温度および反応域Ｄの温度が共に２３０から３２０℃の範囲にあり、第２に反応域Ｄ（ＴD）の温度と反応域Ｃ（ＴC）との差、すなわちＴD−ＴCが≦０℃かつ≧−２０℃または≧−１０５℃、あるいは≦０℃かつ≧−５℃、あるいはしばしば≦０℃かつ≧−３℃であるとき達成される。
【０１９８】
本発明による方法が、増大されたプロペン毎時空間速度下、したがって増大されたアクロレイン毎時空間速度（≧１５０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦３００ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、または≦６００ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ）下において実施されているとき、本発明による必要な差ＴmaxC−ＴmaxDは、通常、第１に、反応域Ｃの温度および反応域Ｄの温度が共に２３０から３２０℃の範囲にあり、かつＴD−ＴCが≧０℃かつ≦４０℃、または≧５℃かつ≦３５℃もしくは３０℃、または≧１０℃かつ≦２５℃もしくは≦２０℃もしくは≦１５℃であるとき達成される。
【０１９９】
ＴD−ＴCの温度差に関する上記の記述は、反応域Ｃの温度が２５０から３００℃の好ましい範囲内、または２６０から２８０℃の特に好ましい範囲内にあるとき、一様に適用される。
【０２００】
したがって、本発明による方法における固定触媒床２に関するアクロレイン毎時空間速度はたとえば、≧７０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈまたは≧９０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦３００ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、あるいは≧１１０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２８０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、あるいは≧１３０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２６０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、あるいは≧１５０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２４０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、あるいは≧１７０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２２０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、あるいは≧１９０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈかつ≦２００ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈとすることが可能である。
【０２０１】
本発明によれば、温度域Ｃは、５０から８５ｍｏｌ％または６０から８５ｍｏｌ％のアクロレイン変換にまで及ぶことが好ましい。
【０２０２】
本発明による方法の両反応段階における作業圧力は、標準圧力より小さい（たとえば０．５バールまで下がる）、または標準圧力より大きいとすることが可能である。通常、本発明による方法の両反応段階における作用圧力は、１から５バール、しばしば１から３バールの値にある。
【０２０３】
通常、反応圧力は、２つの反応段階のどちらにおいても１００バールを超えない。
【０２０４】
一般に、記述された手続きにおける単一通過に基づく固定触媒床１のプロペン変換は、≧９２ｍｏｌ％または≧９４ｍｏｌ％である。本質的に既知の方式における固定触媒床１の適切な選択（本文書において推奨される触媒を参照されたい）の場合の値生成物形成（アクロレイン形成とアクリル酸副生成物形成の合計）の選択性は、一様に≧９２ｍｏｌ％、または≧９４ｍｏｌ％、しばしば≧９５ｍｏｌ％、または≧９６ｍｏｌ％、または≧９７ｍｏｌ％である。
【０２０５】
一般に、上述された方法における固定触媒床２に関するアクロレイン毎時空間速度は、さらに、約１０ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈ、しばしば約２０または２５ｌ（ＳＴＰ）ｌ・ｈであり、固定触媒床１に関するプロペン毎時空間速度より小さい。これは、プロパンの変換もアクロレイン形成の選択性も一般に１００％に到達しないということに主に起因することがある。
【０２０６】
一般に、上述された方法における単一通過に基づく固定触媒床２のアクロレイン変換は、≧９２ｍｏｌ％、または≧９４ｍｏｌ％、または≧９６ｍｏｌ％、または≧９８ｍｏｌ％、およびしばしばさらに≧９９ｍｏｌ％以上である。
【０２０７】
本質的に既知の方式において固定触媒床１および２を適切に選択する場合（本文書において与えられた触媒の推奨を参照されたい）、上述された手続きにおいて両反応段階にわたって評価されたアクリル酸形成の選択性は、変換プロペンに基づいて、≧８３ｍｏｌ％、しばしば≧８５ｍｏｌ％、または≧８８ｍｏｌ％、しばしば≧９０ｍｏｌ％、または≧９３ｍｏｌ％の値にある。
【０２０８】
記述された手続きについて、固定触媒床１は、少なくとも２つの空間連続固定触媒床・域からなり、１つの固定触媒床・域内の容量特異的活性はほぼ一定であり、かつ反応ガス混合物１の流れ方向における１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域の遷移において先鋭に増大することが本質的である。
【０２０９】
したがって、固定触媒床・域の容量特異的（すなわち、特定の床容量の単位に正規化される）活性は、一様な方式で製造された成形触媒本体の基本料から開始して（床は、最大達成可能容量特異的活性に対応する）、不均一触媒部分気相酸化に関してほぼ不活性に振舞う特定の固定触媒床・域においてそれを成形本体（成形希釈剤本体）で均一に希釈することによって、ほぼ一定の方式で固定触媒床・域にわたって調節することができる。選択される成形希釈剤本体の割合が高くなると、床のある容量に存在する活性組成物および触媒活性の量は少なくなる。そのような不活性成形希釈剤本体の有用な材料は、原理的には、本発明による適切なコーティング触媒の担持材料として適切である材料のすべてである。
【０２１０】
有用なそのような材料には、たとえば、多孔性または非多孔性のアルミニウム酸化物、二酸化ケイ素、二酸化トリウム、二酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、ケイ酸マグネシウムまたはケイ酸アルミニウムなどのケイ酸塩、あるいはすでに述べられたステアタイト（たとえば、ＣｅｒａｍＴｅｃからのステアタイトＣ‐２２０）がある。
【０２１１】
そのような不活性成形希釈剤本体のジオメトリは、原理的には、所望通りとすることが可能である。すなわち、たとえば、球、多角形、固体円筒、またはリングとすることが可能である。本発明によれば、選択された不活性成形希釈剤本体は、そのジオメトリが、それで希釈される成形触媒本体のジオメトリに対応するものであることが好ましい。
【０２１２】
本発明によれば、使用される活性組成物の化学組成が、固定触媒床１全体にわたって変化しないとき、好適である。すなわち、単一成形触媒本体に使用される活性組成物は、元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む異なる多金属酸化物の混合物とすることができるが、同じ混合物が、固定触媒床１のすべての成形触媒本体に使用されなければならない。
【０２１３】
したがって、反応ガス混合物２の流れ方向において固定触媒床にわたり域ごとに増大する容量特異的活性は、たとえば、成形触媒本体の１つのタイプに基づいて不活性成形希釈剤本体の高い割合で第１固定触媒床・域において床を開始し、次いで、流れ方向において域ごとに成形希釈剤本体のこの割合を低減することによって、簡単な方式で本発明による方法について達成することができる。
【０２１４】
しかし、容量特異的活性の域ごとの増大は、たとえば、コーティング成形触媒本体の一定のジオメトリおよび活性組成物タイプにおいて担持体に適用される活性組成物層を域ごとに増大させることによって、または、同じジオメトリを有するが、活性組成物の異なる重量による割合を有するコーティング触媒の混合物において、より高い活性組成物含有量を有する成形触媒の割合を域ごとに増大させることによっても可能である。代替として、活性組成物自体は、たとえば、点火が困難なシリカなどの不活性希釈材料を、か焼される出発化合物の乾燥混合物に組み込むことによって、活性組成物を製造する過程において希釈することができる。異なる量の希釈材料が添加することにより、異なる活性が自動的に得られる。添加する希釈材料が多くなると、結果的な活性は低くなる。たとえば、混合比率を適切な方式で変更することによって、非坦持触媒とコーティング触媒（同一の活性組成物を有する）の混合物の場合、同じ効果を達成することもできる。容量特異的活性の変化は、異なるバルク密度を有する触媒ジオメトリを使用することによって達成することもできる（たとえば、異なるジオメトリの同一活性組成物を有する非坦持触媒の場合）。当然、記述された変形形態を組み合わせて使用することも可能である。
【０２１５】
当然、化学的に異なる活性組成物を有し、この異なる組成の結果として固定触媒床１の異なる活性を有する触媒の混合物を使用することも可能である。これらの混合物は、域ごとに、組成について変更する、および／または不活性成形希釈剤本体の異なる量で希釈することが可能である。
【０２１６】
固定触媒床１の上流および／または下流に、不活性材料（たとえば、成形希釈本体のみ）から排他的になる床を配置することが可能である（本文書では、これらは、用語としては固定触媒床１には含まれないが、その理由は、多金属酸化物活性組成物を有する成形本体を備えないからである）。不活性床に使用される成形希釈剤本体は、固定触媒床１に使用される成形触媒本体と同じジオメトリを有することが可能である。しかし、不活性床に使用される成形希釈剤本体は、成形触媒本体の上述されたジオメトリとは異なるとすることも可能である（たとえば、環状の代わりに球状）。
【０２１７】
しばしば、そのような不活性床に使用される成形本体は、７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）の環状ジオメトリ、または直径ｄ＝４−５ｍｍを有する球状ジオメトリを有する。本発明による方法における温度域ＡおよびＢは、不活性床まで延びることも可能である。本発明によれば、温度域Ａも温度域Ｂも４つ以上の触媒床・域を覆わないとき、有利である（本発明によれば、少なくとも１つの固定触媒床・域は、両温度域によって必然的に覆われる）。
【０２１８】
本発明によれば、固定触媒床全体が、５つを超えない、適切には４または３を超えない固定触媒床・域を含むとき、特に有利である。
【０２１９】
本発明によれば、固定触媒床１の１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移において（反応ガス混合物２の流れ方向において）、容量特異的活性組成物（すなわち、一様な床容量に存在する多金属酸化物活性組成物の重量）は、（固定触媒床１全体にわたる一様な活性組成物の場合）、少なくとも５重量％、好ましくは少なくとも１０重量％だけ増大することが適切であるはずである（これは、特に固定触媒床１全体にわたる一様な成形触媒本体の場合、適用される）。一般に、本発明による方法におけるこの増大は、５０重量％を超えない、通常は４０重量％を超えない。本発明によれば、固定触媒床１全体にわたる一様な活性組成物の場合、最低容量特異的活性を有する固定触媒床・域と最高容量特異的活性を有する固定触媒床・域の差も、５０重量％、好ましくは４０重量％、および一般的には３０重量％を超えないはずである。
【０２２０】
本発明による方法において、固定触媒床１は、しばしば、２つの固定触媒床・域のみからなる。
【０２２１】
本発明によれば、固定触媒床１の最終固定触媒床・域が、希釈されていない反応ガス混合物２の流れ方向にあることが好ましい。すなわち、固定触媒床１は、成形触媒本体から排他的になることが好ましい。必要であれば、固定触媒床１は、容量特異的活性が、たとえば不活性材料で希釈することによって、たとえば１０％低減される成形触媒本体の床からなることも可能である。
【０２２２】
固定触媒床１が、２つの床・域のみからなるとき、本発明によれば（本発明による方法において非常に一般的であるように）、最高容量特異的活性を有する固定触媒床・域が温度域Ａの中に突出しないとき（具体的には、温度域ＡおよびＢにおける加熱が、各場合に反応ガス混合物に対向して流れる流れ熱キャリアによって実施されるとき）、一般に有利である。すなわち、下方容量特異的活性を有する固定触媒床・域は、温度域Ｂの中に突出することが好適であり、上方容量特異的活性を有する固定触媒床・域は、温度域Ｂにおいて開始および終了する（すなわち、温度域ＡからＢへの遷移を超える開始を有する）。
【０２２３】
固定触媒床１が３つの固定触媒床・域のみからなるとき、本発明によれば、上方容量特異的活性を有する固定触媒床・域が温度域Ａの中に突出しないが、温度域Ｂにおいて開始および終了するとき、すなわち温度域ＡからＢへの遷移を超える開始を有するとき（具体的には、温度域ＡおよびＢにおける加熱が、各場合に反応ガス混合物に対向して流れる流れ熱キャリアによって実施されるとき）、一般に同様に有利である。すなわち、第２最高容量特異的活性を有する固定触媒床・域は、通常、温度域ＡおよびＢの両方の中に突出する。
【０２２４】
固定触媒床１が４つの固定触媒床・域からなるとき、本発明によれば、第３最高容量特異的活性を有する固定触媒床・域が温度域Ａおよび温度域Ｂの中に突出するとき（具体的には、温度域Ａおよび温度域Ｂにおける加熱が、各場合に反応ガス混合物２に対向して流れる流れ熱キャリアによって実施されるとき）、一般に有利である。
【０２２５】
温度域ＡおよびＢにおいて反応ガス混合物および熱キャリアが並行して流れる場合、固定触媒床１内において最高容量特異的活性を有する固定触媒床・域が温度域Ａの中に突出するとき、本発明による方法において有利である可能性がある。
【０２２６】
一般に、固定触媒床１の２つの固定触媒床・域間における容量特異的活性は、同一境界条件（好ましくは相補方法の条件）下において、同じ長さであるが、それぞれが特定の固定触媒床・域の組成による固定触媒床にわたって、プロペンを含む同じ反応ガス混合物を通過させることによって、簡単な方式で実験により区別することができる。より多い量の変換プロペンは、より高い容量特異的活性を表す。
【０２２７】
固定触媒床１の全長がＬ1であるとき、本発明によれば、Ｘを温度域ＡからＢの遷移の固定触媒床１内の場所（位置）として、Ｘ1±Ｌ1 ４／１００の領域内、またはＸ1±Ｌ1 ３／１００の領域内、またはＸ1±Ｌ1 ２／１００の領域内において１つの固定触媒床・域から他への遷移がない場合、有利である。
【０２２８】
上述された方法の固定触媒床１が、反応ガス混合物２の流れ方向において以下のように構造化されることが好ましい。
【０２２９】
第１に、１０から６０％、好ましくは１０から５０％、より好ましくは２０から４０％、最も好ましくは２５から３５％の長さまで（すなわち、たとえば、０．７０から１．５０ｍ、好ましくは０．９０から１．２０ｍの長さまで）、固定触媒床１の全長のそれぞれ、成形触媒本体および成形希釈剤本体の均一混合物（長方とも、ほぼ同じジオメトリを有することが好ましい）、この場合、成形希釈本体の重量による割合（成形触媒本体と成形希釈剤本体の密度は、一般にごくわずかに異なる）は、通常、５から４０重量％、または１から４０％、または２０から４０重量％、または２５から３５重量％である。固定触媒床のこの第１域は、固定触媒床の長さの端部まで（すなわち、たとえば、２．００から３．００ｍ、好ましくは２．５０から３．００ｍの長さまで）、よりわずかな程度にのみ（第１域においてより）希釈される成形触媒本体の床、または最も好ましくは第１域においてはやり使用された同じ成形触媒本体の無付随（無希釈）床が続くことが有利である。上記は、特に、固定触媒床において使用される成形触媒本体が非坦持触媒リングまたはコーティング触媒リング（具体的には、本文書において好ましいと規定されるもの）であるとき、適用される。上述された構造化のために、本発明による方法における成形触媒本体および成形希釈本体は、実質的にリングのジオメトリ５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍ（外径×長さ×内径）を有することが有利である。
【０２３０】
上記は、不活性成形希釈剤本体の代わりに、活性組成物含有量が、固定触媒床１の端部において使用される任意の成形コーティング触媒本体の活性組成物含有量より２から１５重量％低い成形コーティン触媒本体が使用されるときも適用される。
【０２３１】
固定触媒床１の長さに基づいて長さが５から２０％であることが有利である純粋な不活性材料床が、一般に、反応ガス混合物２の長さ方向において固定触媒床１に先行する。これは、反応ガス混合物２の加熱域として通常使用される。不活性材料床の代わりに、不活性材料で希釈された触媒床を加熱域として使用することも可能である。
【０２３２】
本発明によれば、上述された固定触媒床１において下方容量特異的活性を有する固定触媒床・域は、その長さの５から２０％、しばしば５から１５％について温度域Ｂの中に延びることが有利である。
【０２３３】
適切には、温度域Ａは、適切であれば固定触媒床１について使用される不活性材料の予備床にまで延びる。
【０２３４】
記述された手続きに有利にするには、固定触媒床２が、少なくとも２つの空間連続固定触媒床・域からなり、１つの固定触媒床・域内の容量特異的活性が、ほぼ一定であり、かつ１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移において反応ガス混合物３の流れ方向において先鋭に増大することも本質的である。
【０２３５】
固定床触媒域の容量特異的（すなわち、特定の床容量の単位に正規化された）活性は、一様な方式で製造された成形触媒本体の基本量から開始して（床は、最大達成可能容量特異的活性に対応する）、それを特定の固定触媒床／域において、不均一触媒部分気相酸化に関してほぼ不活性に振舞う成形本体（成形希釈本体）で均一に希釈することによって、ほぼ一定の方式で固定触媒床・域にわたって調節することができる。選択される成形希釈本体の割合が高くなると、ある容量の床に存在する活性組成物、すなわち触媒活性は低くなる。そのような不活性成形希釈剤本体の有用な材料は、原理的には、本発明により適切なコーティング触媒の担持材料として適切である材料のすべてである。
【０２３６】
有用なそのような材料には、たとえば、多孔性または非多孔性のアルミニウム酸化物、二酸化ケイ素、二酸化トリウム、二酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、ケイ酸マグネシウムまたはケイ酸アルミニウムなどのケイ酸塩、あるいはすでに述べられたステアタイト（たとえば、ＣｅｒａｍＴｅｃからのＳｔｅａｔｉｔｅＣ‐２２０）がある。
【０２３７】
そのような不活性成形希釈剤本体のジオメトリは、原理的には、所望通りとすることが可能である。すなわち、たとえば、球、多角形、固体円筒、またはリングとすることが可能である。本発明によれば、選択された不活性成形希釈剤本体は、そのジオメトリが、それで希釈される成形触媒本体のジオメトリに対応するものであることが好ましい。
【０２３８】
本発明によれば、使用される活性組成物の化学組成が固定触媒床２全体にわたって変化しないことが好適である。すなわち、単一成形触媒本体に使用される活性組成物は、元素ＭｏおよびＶを含む異なる多金属酸化物の混合物とすることができるが、同じ混合物が、固定触媒床２のすべての成形触媒本体について使用されなければならない。したがって、反応ガス混合物３の流れ方向において固定触媒床２にわたって域ごとに容量特異的活性を増大させることは、成形触媒本体の１つのタイプに基づいて不活性成形希釈本体の高い割合を有する第１固定触媒床・域において床を開始し、次いで、流れ方向において域ごとに成形希釈本体のこの割合を低減することによって、簡単な方式で記述された方法について達成することができる。
【０２３９】
しかし、容量特異的活性を域ごとに増大させることは、たとえば、コーティング成形触媒本体の一定のジオメトリおよび活性組成物タイプにおいて担持体に適用される活性組成物層の厚さを域ごとに増大させることによって、または、同じジオメトリを有するが、活性組成物の重量による異なる割合を有するコーティング触媒の混合物において、活性組成物含有量の重量によるより高い割合を有する成形触媒本体の割合を域ごとに増大させることによっても可能である。代替として、活性組成物自体は、たとえば、点火が困難なシリカなどの不活性希釈材料をか焼される出発化合物の乾燥混合物に組み込むことによって、活性組成物製造の過程において希釈することができる。異なる量の希釈材料が添加することにより、自動的に異なる活性が得られる。より多くの希釈材料が添加すると、結果的な活性は低くなる。たとえば、適切な方式で混合比率を変更することによって、非坦持触媒とコーティング触媒（同一の活性組成物を有する）の混合物の場合、同様の効果を達成することもできる。容量特異的活性の変形形態は、異なる床密度を有する触媒ジオメトリを使用することによって達成することもできる（たとえば、異なるジオメトリの同一活性組成物を有する非坦持触媒の場合）。当然、記述された変形形態を組み合わせて使用することも可能である。
【０２４０】
当然、化学的に異なる活性組成物を有し、この異なる組成の結果として、固定触媒床２について異なる活性を有する触媒の混合物を使用することも可能である。これらの混合物は、域ごとに、組成について変更することが可能であり、および／または不活性成形希釈剤本体の異なる量で希釈することが可能である。
【０２４１】
固定触媒床２の上流および／または下流に、不活性材料（たとえば、成形希釈本体のみ）から排他的になる床を配置することが可能である（本文書では、これらは、用語としては固定触媒床２には含まれないが、その理由は、多金属酸化物活性組成物を有する成形本体を備えないからである）。不活性床に使用される成形希釈剤本体は、固定触媒床に使用される成形触媒本体と同じジオメトリを有することが可能である。しかし、不活性床に使用される成形希釈剤本体は、成形触媒本体の上述されたジオメトリとは異なるとすることも可能である（たとえば、環状の代わりに球状）。
【０２４２】
しばしば、そのような不活性床の成形本体は、環状ジオメトリ７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）、または直径ｄ＝４−５ｍｍを有する球ジオメトリを有する。本発明による方法における温度域ＣおよびＤは、不活性床まで延びることも可能である。本発明によれば、温度域Ｃも温度域Ｄも、４つ以上の固定触媒床・域を覆わないとき、有利である（本発明によれば、少なくとも１つの固定触媒床・域は、両温度域によって必然的に覆われる）。
【０２４３】
本発明によれば、固定触媒床２全体が、５つを超えない、有利には４または３を超えない固定触媒床・域を有するとき、特に有利である。
【０２４４】
本発明によれば、１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移において（反応ガス混合物３の流れ方向において）、容量特異的活性組成物（すなわち、一様な床容量に存在する多金属酸化物活性組成物の重量）は、（固定触媒床２全体にわたって一様な活性組成物の場合）、少なくとも５重量％、好ましくは少なくとも１０重量％増大することが有利なはずである（これは、特に、固定触媒床２全体にわたって一様な成形触媒本体の場合に当てはまる）。一般に、本発明の方法におけるこの増大は、５０重量％を超えず、通常は４０重量％を超えない。本発明によれば、固定触媒床２全体にわたって一様な活性組成物の場合、最低容量特異的活性を有する固定触媒床・域と最高容量特異的活性を有する固定触媒床・域の容量特異的活性組成物の差も、５０重量％を超えない、好ましくは４０重量％を超えない、一般的には３０重量％を超えないはずである。
【０２４５】
本発明による方法において、固定触媒床２は、しばしば、２つの固定触媒床・域のみからなる。
【０２４６】
本発明によれば、固定触媒床２の最終固定触媒床・域が、希釈されていない反応ガス混合物３の流れ方向にあることが好ましい。すなわち、固定触媒床２は、成形触媒本体から排他的になることが好ましい。必要であれば、固定触媒床２は、容量特異的活性が、たとえば不活性材料での希釈によって、たとえば１０％低減される成形触媒本体の床からなることも可能である。固定触媒床２が２つの固定触媒床・域のみからなるとき、本発明によれば（本発明による方法において非常に一般的であるように）、最高容量特異的活性を有する固定触媒床・域が温度域Ｃの中に突出するとき（具体的には、温度域Ｃおよび温度域Ｄにおける加熱が、反応ガス混合物３に対向して各場合に流れる流れ熱によって実施されるとき）、一般に有利である。
【０２４７】
固定触媒床２が３つの固定触媒床・域のみからなるとき、本発明によれば、最高容量特異的活性を有する固定触媒床・域が温度域Ｃの中に突出するとき（具体的には、温度域Ｃおよび温度域Ｄにおける加熱が、反応ガス混合物３に対向して各場合に流れる流れ熱キャリアによって実施されるとき）、一般に同様に有利である。
【０２４８】
固定触媒床２が４つの固定触媒床・域からなるとき、本発明によれば、第２最高容量特異的活性を有する固定触媒床・域が、温度域Ｃおよび温度域Ｄの中に突出するとき（具体的には、温度域Ｃおよび温度域Ｄにおける加熱が、各場合に反応ガス混合物３に対向して流れる流れ熱キャリアによって実施されるとき）、一般に有利である。
【０２４９】
温度域ＣおよびＤにおいて反応ガス混合物３および熱キャリアが並行して流れる場合、本発明によれば、最高容量特異的活性を有する固定触媒床２内の固定触媒床・域が温度域Ｃの中に突出せず、温度域Ｃから温度域Ｄへの遷移を超えて開始を有するのみである場合、有利である可能性がある。
【０２５０】
固定触媒床２内における２つの固定触媒床・域間の容量特異的活性は、同じ長さであるが、それぞれが同一境界条件（好ましくは相補方法の条件）下において特定の固定触媒床の組成に対応する固定触媒床にわたって、アクロレインを含む同じ出発反応ガス混合物を通過させることによって、簡単な方式で実験により区別することができる。変換されたより多く量のアクロレインは、より高い容量特異的活性を表す。
【０２５１】
固定触媒床２の全長がＬ2であるとき、本発明によれば、Ｘを温度域Ｃから温度域Ｄの遷移の固定触媒床２内における位置として、Ｘ2±Ｌ2 ４／１００の領域内において、またはＸ2±Ｌ2 ３／１００の領域内において、またはＸ2±Ｌ2 ２／１００の領域内において、１つの固定触媒床・域から他の固定触媒床・域への遷移がない場合、有利である。
【０２５２】
上述された方法の固定触媒床２が、反応ガス混合物３の流れ方向において以下のように構造化されることが好ましい。
【０２５３】
第１に、１０から６０％、好ましくは１０から５０％、より好ましくは２０から４０％、最も好ましくは２５から３５％の長さまで（すなわち、たとえば、０．７０から１．５０ｍ、好ましくは０．９０から１．２０ｍの長さまで）、固定触媒床２の全長のそれぞれ、均一混合物、または成形触媒本体および成形希釈剤本体（長方ともほぼ同じジオメトリを有することが好ましい）の２つの（減少した希釈度を有する）連続均一混合物、この場合、成形希釈剤本体の割合は、容量特異的活性組成物が、成形触媒本体のみからなる床に基づいて、１０から５０重量％、好ましくは２０から４５重量％、より好ましくは２５から３５重量％だけ低減されているようなものである。本発明によれば、この第１域またはこれらの第１の２つの域は、よりわずかな程度までのみ（第１域または第１の２つの域においてより）希釈される成形触媒本体の床、または最も好ましくは第１域においても使用された同じ成形触媒本体の無付随床が、固定触媒床２の長さの端部まで続くことが有利である。
（すなわち、たとえば、２．００から３．００ｍの長さ、好ましくは２．５０から３．００ｍの長さに）
上記は、具体的には、固定触媒床２において使用される成形触媒本体が、コーティング触媒リングまたはコーティング触媒球（具体的には、好ましいとして本文書において列挙されるもの）であるとき、適用される。上述された構造化のために、本発明による方法における成形触媒本体または担持リングおよび成形希釈剤本体は、ほぼリングのジオメトリ７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）を有するとき、有利である。
【０２５４】
上記は、不活性成形希釈剤本体の代わりに、活性組成物含有量が、固定触媒床の端部において成形コーティング触媒本体の活性組成物含有量より２から１５重量％低い成形コーティング触媒本体が使用されるときも適用される。
【０２５５】
固定触媒床２の長さに基づいて、長さが５から２０％であることが有利である純粋不活性材料床が、一般に、反応ガス混合物３の流れ方向において固定触媒床２に先行する。これは、反応ガス混合物３を加熱する目的を果たす。不活性材料床の代わりに、不活性材料で希釈された触媒床を加熱域として使用することも可能である。
【０２５６】
本発明によれば、上述された固定触媒床２における温度域Ｃ（本発明によれば不活性材料の予備床まで延びることも有利である）が、その長さの５から２０％，しばしば５から１５％について、反応ガス混合物３の流れ方向において固定触媒床２の最終（容量特異的最も活性的な）固定触媒床・域まで延びるとき、有利である。
【０２５７】
応用の観点から有利な方式において、上述された方法の第１反応段階は、たとえばＤＥ‐Ａ  １９９  １０  ５０８、１９９  ４８  ５２３、１９９  １０  ５０６、および１９９  ４８  ２４１において記載されているように、２域管束反応器において実施される。本発明により使用することができる２域管束反応器の好ましい変形形態が、ＤＥ‐Ｃ  ２８  ３０  ７６５によって開示されている。しかし、ＤＥ‐Ｃ  ２５  １３  ４０５、ＵＳ‐Ａ  ３，１４７，０８４、ＤＥ‐Ａ  ２２  ０１  ５２８、ＥＰ‐Ａ  ３８  ３２  ２４  およびＤＥ‐Ａ  ２９  ０３  ２１８において開示されている２域管束反応器も、上述された方法の第１反応段階を実施するのに適切である。
【０２５８】
すなわち、最も簡単な方式で、使用される（固定触媒床１可能であれば下流および／または上流不活性床と共に）は、管束反応器の金属管において配置され、２つの実質的に空間的に分離された加熱媒体、一般的には塩溶融物が、金属管の周りに伝達される。特定の塩バスが上にわたって延びるチューブセクションは、本発明による温度域を表す。すなわち、最も簡単な方式で、たとえば、塩バスＡが、プロペンの酸化変換（単一通過における）が４０から８０ｍｏｌ％の範囲の変換が達成されるまで進行する管セクション（温度ゾーンＡ）の周りを流れ、塩バスＢが、プロペンのその後の酸化変換（単一通過における）が少なくとも９０ｍｏｌ％の変換値が達成されるまで進行するチューブのセクション（反応域Ｂ）の周りに流れる（必要であれば、本発明により使用される温度域Ａ、Ｂに、個々の温度において維持される他の反応域が続くことが可能である）。
【０２５９】
応用の観点から、記述された方法の第１反応段階が、他の温度域を備えないことが適切である。すなわち、塩バスＢは、プロペンのその後の酸化変換（単一通過における）が≧９０ｍｏｌ％、または≧９２ｍｏｌ％、または９４ｍｏｌ％以上の変換値まで進行するチューブのセクションの周りに流れることが適切である。
【０２６０】
通常、温度域Ｂの開始は、温度域Ａのホットスポット最大値を超えて位置する。
【０２６１】
本発明によれば、塩バスＡ、Ｂは共に、反応チューブを通って流れる反応ガス混合物の流れ方向に対して反応チューブを囲む空間を経て並流または逆流して伝達することができる。当然、本発明によれば、温度域Ａにおいて並流を使用し、温度域Ｂにおいて対向流れを使用する（またはその反対）ことも可能である。
【０２６２】
上述された場合のすべてにおいて、当然、ＥＰ‐Ａ  ７００  ７１４またはＥＰ‐Ａ  ７００  ８９３において記載されているように、個々の反応域が管束反応器に対応するように、反応チューブに対して塩溶融物の並流の上に横断流れを重ね合わせ、特定の温度域内において行うことも可能であり、その結果、触媒チューブ束を通る縦方向セクションにおいて熱交換媒体の蛇行流れプロファイルが全体として得られる。
【０２６３】
適切には、本発明による方法における出発反応ガス２は、反応温度に事前に加熱されて固定触媒床１に供給される。
【０２６４】
通常、２域管束反応器の触媒チューブは、フェライト・スチールから製造され、通常、１から３ｍｍの壁の厚さを有する。内径は、一般に、２０から３０ｍｍ、しばしば２１から２６ｍｍである。長さは、２から４ｍ、好ましくは２．５から３．５ｍであることが有利である。各温度域において、固定床触媒充填１は、域の長さの６０％、少なくとも７５％，または少なくとも９０％を占める。任意の残りの長さは、適切であれば、不活性床によって占められる。応用の観点から、管束ベセルにおいて収容される触媒チューブの数は、少なくとも５０００、好ましくは少なくとも１０  ０００であることが有利である。しばしば、反応ベセルにおいて収容される触媒チューブの数は、１５  ０００から３０  ０００である。４０  ０００を超える多くの触媒チューブを有する管束反応器は、通常、例外である。ベセル内において、触媒チューブは、通常、一様に分布し（好ましくは触媒チューブあたり６つの等間隔の隣接チューブ）、分布は、直接隣接触媒チューブの中央内部軸の分離（触媒チューブピッチとして知られる）が、３５から４５ｍｍであるように選択されることが有利である（たとえばＥＰ‐Ｂ  ４６８  ２９０を参照されたい）。
【０２６５】
２域方法に適切な熱交換媒体は、具体的には流体加熱媒体でもある。硝酸カリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸ナトリウム、および／または硝酸ナトリウムなどの塩、あるいはナトリウム、水銀などの低融点金属、また異なる金属の合金の溶融物を使用することが特に好適である。
【０２６６】
一般に、２域管束反応器の上述された流れ構成のすべてにおいて、必要な２つの熱交換媒体回路内における流量は、温度域への入口から温度域からの出口まで０から１５℃まで上昇する（反応の発熱の結果として）ような方式で選択される。すなわち、上述されたΔＴは、本発明によれば、１から１０℃、または２から８℃、または３から６℃である。
【０２６７】
本発明によれば、温度域Ａへの熱交換媒体の入口温度は、通常、２９０から３８０℃の範囲、好ましくは３０５から３６５℃の範囲、より好ましくは３１０から３４０℃の範囲にあり、あるいは３３０℃である。本発明によれば、≧９０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈかつ≦１６０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈの固定触媒床１に関するプロペン毎時空間速度の場合、温度域Ｂへの熱交換媒体の入口温度は、同様に、２９０から３８０℃であるが、同時に通常、本発明によれば、≧０℃から≦２０℃または≦１０℃、あるいは≧０℃かつ≦５℃、あるいはしばしば≧０℃かつ≦３℃であり、温度域Ａに入る熱交換媒体の入口温度より低いことが適切である。本発明によれば、≧１６０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈかつ（一般的には）≦３００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ（または６００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ）の固定触媒床１に関するプロペン毎時空間速度の場合、温度域Ｂの中への熱交換媒体の入口温度は、同様に、２９０から３８０℃であるが、通常、本発明によれば、≧０℃から≦５０℃、または≧５℃かつ≦４５℃、または≧１０℃かつ≦４０℃、または≧１５℃かつ≦３０℃あるいは≦３５℃（たとえば２０℃または２５℃）であり、温度域Ａに入る熱交換媒体の入口温度より高いことが適切である。
【０２６８】
本発明による方法の反応段階１を実施するために、具体的には、ＤＥ‐Ｂ  ２２  ０１  ５２８において記載され、適切であれば冷却出発反応ガス混合物または冷却サイクルガスを加熱するために、温度域Ｂのより高温の熱交換媒体の一部を温度域Ａの中に分離する可能性を含む２域管束反応器タイプを使用することも可能であることが、ここで再び指摘されるべきである。個々の温度域内における管束の特徴は、ＥＰ‐Ａ  ３８２  ０９８において記載されているように構成することも可能である。
【０２６９】
そうでない場合、第１反応段階を出る生成物ガス混合物を第２反応段階に入る前に直接および／または間接方式で冷却し、それにより、第１反応段階において形成されたアクロレインの一部のその後の完全燃焼を抑制することが適切であることが判明している。このために、事後冷却器が、通常、２つの反応段階間において接続される。最も簡単な場合、これは、間接管束熱伝達装置とすることが可能である。この場合、生成物ガス混合物は、一般にチューブを経て伝達され、熱交換媒体はチューブの周りに伝達され、管束反応器について推奨される熱交換媒体に対応するタイプとすることが可能である。チューブの内部は、不活性無作為パッキング（たとえば、ステンレス・スチールのらせん、ステアタイトのリング、ステアタイトの球など）で充填されることが有利である。これらは、熱交換を向上させ、第１反応段階の固定触媒床から昇華する三酸化モリブデンを第２反応段階に入る前に捕獲する。事後冷却装置は、ケイ酸亜鉛プライマでコーティングされたステンレス・スチールから製造されることが有利である。
【０２７０】
一般に、第１反応段階における本発明による方法の単一通過に基づくプロペン変換は、≧９２ｍｏｌ％、または≧９４ｍｏｌ％である。本発明によれば、第１反応段階の単一通過におけるアクロレイン形成およびまたアクリル酸副生成物形成の結果的な選択性は、一様に、≧９２ｍｏｌ％または≧９４ｍｏｌ％、しばしば≧９５ｍｏｌ％または≧９６ｍｏｌ％または≧９７ｍｏｌ％である。
【０２７１】
応用の観点から、すでに述べられた事後冷却器における第１反応段階の生成物ガス混合物を２１０から２９０℃、しばしば２３０から２８０℃、または２５０から２７０℃の温度に冷却することが適切である。第１反応段階の生成物ガス混合物は、第２反応段階の温度より低い温度に極めて可能であれば冷却することができる。しかし、記述された事後冷却は全く必須ではなく、具体的には第１反応段階から第２反応段階への生成物ガス混合物からの経路が短く維持されるとき、一般に不要とすることができる。記述された２段階部分酸化方法は、第２反応段階における酸素要件が、出発反応ガス混合物２の適切に高い酸素含有量によってまだ網羅されておらず、むしろ必要な酸素が、第１反応段階と第２反応段階との間の領域において添加する（２次酸素追加）ように実現されることも有利である。これは、事後冷却の前、その最中、後、およびまたは代わりに実施することが可能である。第２反応段階において必要な分子状酸素の有用な源は、純粋酸素、および空気（本発明によれば好ましい）または分子状窒素が欠乏している空気（たとえば、Ｏ2の≧９０容量％、またはＮ2の≦１０容量％）などの酸素と不活性ガスの混合物の両方を含む。酸素源は、一様に、圧縮されて反応圧力に添加する。本発明による方法の第２反応段階における酸素要件は、当然、第１反応段階における適切に高い酸素要件によってすでに網羅していることがある。必要であれば、不活性希釈剤ガスも、当然、２次ガスとして追加することができる。
【０２７２】
第１反応段階の実施と同様に、本発明による方法の第２反応段階も、第１反応段階についてすでに記述されているように、２域管束反応器において応用の観点から適切な方式において実施される。したがって、第１反応段階の２域管束反応器に関する所見は、第２反応段階の２域管束反応器にも適用される。
【０２７３】
すなわち、簡単な方式で、本発明により使用される固定触媒床２（適切であれば不活性床を含む）は、管束反応器の金属管において配置され、２つの実質的に空間分離された加熱媒体、一般には塩溶融物は、金属管の周りに伝達される。本発明によれば、それぞれの塩バスが上にわたって延びるチューブセクションは、温度域を表す。
【０２７４】
すなわち、簡単な方式において、たとえば塩バスＣが、アクロレインの酸化変換（単一パスにおける）が４５から８５ｍｏｌ％（好ましくは５０から８５ｍｏｌ％、より好ましくは６０から８５ｍｏｌ％）の範囲の変換値が達成されるまで進行するチューブのセクション（温度域Ｃ）の周りを流れ、塩バスバスＤが、チューブのセクション（温度域Ｄ）の周りに流れ、アクロレインのその後の酸化変換（単一パスにおける）が９０ｍｏｌ％の変換値が達成されるまで進行するチューブのセクション（温度域Ｄ）の周りに流れる（必要であれば、本発明により使用される温度域Ｃ、Ｄに、個々の温度に維持される他の温度域が続くことが可能である）。
【０２７５】
応用の観点から、本発明による方法の反応段階２が、あらゆる他の温度域を備えないことが適切である。すなわち、塩バスＤが、アクロレインのその後の酸化変換（単一パスにおける）が≧９２ｍｏｌ％、または≧９４ｍｏｌ％、または≧９６ｍｏｌ％、または≧９８ｍｏｌ％、およびしばしばさらに≧９９ｍｏｌ％以上の変換値まで進行するチューブのセクションの周りに流れることが有利である。
【０２７６】
通常、温度域Ｄの開始は、温度域Ｃのホットスポット最大値を超えて位置する。
【０２７７】
本発明によれば、両塩バスＣ、Ｄは共に、反応チューブを通って流れる反応ガスの流れ方向に対して、反応チューブの周りの空間を経て並流または逆流して伝達することができる。当然、本発明によれば、温度域Ｃにおいて並流を使用し、温度域Ｄにおいて対向流れを使用する（またはその反対）ことも可能である。
【０２７８】
上述された場合のすべてにおいて、当然、ＥＰ‐Ａ  ７００  ７１４またはＥＰ‐Ａ  ７００  ８９３において記載されているように、個々の反応域が管束反応器に対応するように、反応チューブに対して塩溶融物の並流の上に横断流れを重ね合わせ、特定の温度域内において行うことも可能であり、その結果、触媒チューブ束を通る縦方向セクションにおいて熱交換媒体の蛇行流れプロファイルが全体として得られる。
【０２７９】
通常、第２反応段階の上述された２域管束反応器における触媒チューブは、フェライト・スチールから製造され、通常、１から３ｍｍの壁の厚さを有する。内径は、一般に、２０から３０ｍｍ、しばしば２１から２６ｍｍである。長さは、３から４ｍ、好ましくは３．５ｍであることが有利である。各温度域において、固定床触媒充填２は、域の長さの６０％、少なくとも７５％，または少なくとも９０％を占める。任意の残りの長さは、適切であれば、不活性床によって占められる。応用の観点から、管束ベセルにおいて収容される触媒チューブの数は、少なくとも５０００、好ましくは少なくとも１０  ０００であることが有利である。しばしば、反応ベセルにおいて収容される触媒チューブの数は、１５  ０００から３０  ０００である。４０  ０００を超える多くの触媒チューブを有する管束反応器は、通常、例外である。ベセル内において、触媒チューブは、通常、一様に分布し（好ましくは触媒チューブあたり６つの等間隔の隣接チューブ）、分布は、直接隣接触媒チューブの中央内部軸の分離（触媒チューブピッチとして知られる）が、３５から４５ｍｍであるように選択されることが有利である（たとえばＥＰ‐Ｂ  ４６８  ２９０を参照されたい）。
【０２８０】
適切な熱交換媒体は、具体的には流体加熱媒体である。硝酸カリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸ナトリウム、および／または硝酸ナトリウムなどの塩、あるいはナトリウム、水銀などの低融点金属、また異なる金属の合金の溶融物を使用することが特に好適である。
【０２８１】
一般に、第２反応器段階の２域管束反応器における上述された必要な熱交換媒体内の流量は、熱交換媒体の温度が温度域内への入口から温度域からの出口まで０から１５℃上昇するような方式で選択される。すなわち、上述されたΔＴは、本発明によれば、１から１０℃、または２から８℃、または３から６℃である。
【０２８２】
本発明によれば、温度域Ｃへの熱交換媒体の入口温度は、通常、２３０から３２０℃の範囲、好ましくは２５０から３００℃の範囲、より好ましくは２６０から２８０℃の範囲にある。本発明によれば、≧７０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ：ｈかつ≦１５０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ：ｈの固定触媒床２に関するアクロレイン毎時空間速度の場合、温度域Ｄ内への熱交換媒体の入口温度は、同様に、２３０から３２０℃の範囲にあるが、同時に通常、本発明によれば、≧０℃から≦２０℃または≦１０℃、あるいは≧０℃かつ≦５℃、あるいはしばしば≧０℃かつ≦３℃であり、温度域Ｃに入る熱交換媒体の入口温度より低い。本発明によれば、≧１５０ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈかつ（一般的には）≦３００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ（または６００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈ）の固定触媒床に関するアクロレイン毎時空間速度の場合、温度域Ｄ内への熱交換媒体の入口温度は、同様に２３０から３２０℃の範囲にあるが、同時に通常、本発明によれば、≧０℃から≦４０℃、あるいは≧５℃かつ≦３５℃または３０℃、あるいは≧１０℃かる≦２５℃または２０℃または１５℃であり、温度域Ｃに入る熱交換媒体の入口温度より高いことが有利である。
【０２８３】
記述された方法の第２反応段階の温度について、具体的にはＤＥ‐Ｂ  ２２  ０１  ５２８において記載され、適切であれば過度に低温である出発反応ガス混合物３を加熱するために、温度域Ｄのより高温の熱交換媒体の一部を温度域Ｃの中に分離する可能性を含むて２域管束反応器タイプを使用することも可能であることが、ここで再び指摘されるべきである。個々の温度域内における管束の特徴は、ＥＰ‐Ａ  ３８２  ０９８において記載されているように構成することも可能である。
【０２８４】
当然、ＷＯ  ０１／３６３６４において記載されているように、４域管束反応器を与えるように２つの２域管束反応器を組み合わせることによって、記述された方法を実施することも可能である。これらの場合、通常、固定触媒床１と固定触媒床２との間に不活性床が存在する。しかし、そのような中間不活性床は、不要とすることも可能である。組み合わせる場合の反応チューブの長さは、多くの場合、組み合わされていない管束反応気の長さの和に対応する。
【０２８５】
ＤＥ‐Ａ  １０２６１  １８６の多金属酸化物組成も、固定触媒床１および固定触媒床２の両方について活性組成物として好適であることが、ここで強調されるべきである。
【０２８６】
第１反応段階の２域チューブ側反応器の好適な設計は、以下の構造を有することが可能である（構造の詳細な構成は、実用新案出願２０２  １９  ２７７．６、２００２  １９  ２７８．４、および２０２  １９  ２７９．２、またはＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＥＰ０２／１４１８７、ＰＣＴ／ＥＰ０２／１４１８８、またはＰＣＴ／ＥＰ０２／１４１８９に記載されている通りとすることができる）：
触媒チューブ：
触媒チューブの材料：フェライト・スチール
触媒チューブの寸法：長さ、たとえば３５００ｍｍ；
外径、たとえば３０ｍｍ；
壁の厚さ、たとえば２ｍｍ；
管束における触媒チューブの数：たとえば３０  ０００、または２８  ０００、または３２  ０００、または３４  ０００；さらに、たとえば同じ長さおよび壁の厚さであるが、３３．４ｍｍなどの外径、および１０ｍｍなどの外径の中心サーモウエル、ならびに１ｍｍなどの壁の厚さを有する触媒チューブと同じ方式で充填される（ちょうど外部から内部に回転するらせん方式において）最高で１０の熱管（ＥＰ‐Ａ  ８７３  ７８３およびＥＰ‐Ａ  １２  ７０  ０６５において記載されているように）：
反応器（触媒チューブと同じ材料）：
内径６０００〜８０００ｍｍの円筒ベセル；
タイプ１．４５４１のステンレス・スチールでめっきされた反応器フード；めっきの厚さ：数ｍｍ；
たとえば自由中央空間を有する環状構成管束：
自由中央空間の直径：たとえば１０００〜２５００ｍｍ（たとえば１２００ｍｍ、または１４００ｍｍ、または１６００ｍｍ、または１８００ｍｍ、または２０００ｍｍ、または２２００ｍｍ、または２４００ｍｍ）；
管束における通常均一な触媒チューブピッチ（触媒チューブあたり６つの等間隔隣接チューブ）、等辺３角形の構成、触媒チューブピッチ（直接隣接触媒チューブの中央内部軸の分離）：３５〜４５ｍｍ、たとえば３６ｍｍ、または３８ｍｍ、または４０ｍｍ、または４２ｍｍ、または４４ｍｍ；
触媒チューブは、触媒チューブプレートにおいてその端部によって固定および封止され（上部プレートおよび下方プレートは、それぞれ、たとえば１００〜２００ｍｍの厚さを有する）、出発反応ガス混合物２の入口を有するベセルに接合されたフードの中に上方端部において開く；たとえば触媒チューブの長さの半分において配置された厚さ２０〜１００ｍｍの分離プレートが、反応器の空間を２つの温度域Ａ（上方域）およびＢ（下方域）に対称的に分割する；各温度域は、偏向プレートによって２つの等距離縦方向セクションに分割される；
逸脱プレートは、環状ジオメトリを有することが好ましい；触媒チューブは、分離プレートにおいて固定および封止されることが有利である；触媒チューブは、偏向プレートにおいて固定および封止されず、それにより、１つの域内における塩溶融物の横断流量は、ほぼ一定である；
各域は、専用塩ポンプによって熱キャリアとして塩溶融物を提供される；塩溶融物の供給は、たとえば偏向プレートより下であり、抽出は、たとえば偏向プレートより上である；
サブストリームが、たとえば、両方の塩溶融物回路から分離され、たとえば、共通の１つまたは２つの別々の間接熱交換器（水蒸気発生）において冷却される；
第１の場合、冷却された塩溶融物ストリームは分割され、特定の残留ストリームと組み合わされ、ベセルの周囲にわたって円溶融物を分割する適切な環状チャネルの中への特定のポンプによって反応器の中に圧縮される；
塩溶融物は、反応器ジャケットに位置するウィンドウを経て管束に到達する；流れは、たとえば管束に対して径方向にある；
各域において、塩溶融物は、たとえば
・外部から内部
・内部から外部
の順序において、偏向プレートによって示されるように触媒チューブの周りに流れ、ベセルの周囲の周りに取り付けられたウィンドウを経て、塩溶融物は、サブストリームの冷却を含めて回路においてポンピングされるために、反応器ジャケットの周りに配置された環状チャネルの各域の端部において収集される；
塩溶融物は、各温度域を経て下から上に伝達される。
【０２８７】
反応ガス混合物は、反応器の塩バス入口温度より数度高い温度において第１段階の反応器を出る。他の処理のために、反応ガス混合物は、第１段階の反応器の下流に接続される別の事後冷却器において、２２０℃から２８０℃、好ましくは２４０℃から２５０℃に冷却されることが好ましい。
【０２８８】
事後冷却器は、一般に、下方チューブプレートより下においてフランジ付けされ、通常、フェライト・スチールのチューブからなる。部分的にまたは完全に巻くことが可能であるステンレス・スチール・シート金属らせんが、伝熱を向上させるために事後冷却器のチューブの内部の中に導入されることが有利である。
【０２８９】
塩溶融物：
使用される円溶融物は、５３重量％の硝酸カリウム、４０重量％の亜硝酸ナトリウム、および７重量％の硝酸ナトリウムの混合物とすることが可能である；両反応域および事後冷却器は、同じ組成の塩溶融物を使用することが有利である；反応域において循環によってポンピングされる塩の量は、域あたり約１０  ０００ｍ3／ｈとすることが可能である。
【０２９０】
流れ制御：
出発反応ガス混合物２は、第１段階反応器を経て上から下に流れることが有利であり、一方、異なる温度の個々の域を有する塩溶融物は、下から上に伝達されることが有利である；
触媒チューブおよび熱管充填（上から下）、たとえば：
セクション１：長さ５０ｃｍ
予備床としてのジオメトリ７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）のステアタイト・リング
セクション２：長さ１４０ｃｍ
ジオメトリ５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍ（外径×長さ×内径）の３０重量％のステアタイト・リングとセクション３からの７０重量％の非坦持触媒との均一混合物の触媒充填
セクション３：長さ１６０ｃｍ
ＤＥ‐Ａ  １００４６９５７の実施例１による環状（５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍ＝外径×長さ×内径）非坦持触媒の触媒充填（化学量論：［Ｂｉ2Ｗ2Ｏ9・２ＷＯ3］0.5［Ｍｏ12Ｃｏ5.5Ｆｅ2.94Ｋ0.08Ｏx］1）
第２反応段階の２域管束反応器の好適な構成は、以下のように設計することができる：
すべて第１反応段階の２域管束反応器の場合と同様。しかし、上方および下方触媒チューブプレートの厚さは、１１０ｍｍ、または１３０ｍｍ、または１５０ｍｍ、または１７０、または１９０ｍｍなど、しばしば１００〜２００ｍｍである。
【０２９１】
事後冷却器は不要とされる。代わりに、触媒チューブの下方開口は、下方端部においてベセルに接続され、かつ生成物ガス混合物のための出口を有するるフードの中に開く。上方温度域は域Ｃであり、下方温度域は温度域Ｄである。「事後冷却器」出口と「第２反応段階の反応器」入口との間に、圧縮空気を供給する手段が存在することが有利である。
【０２９２】
触媒チューブおよび熱管の充填（上部から底部）は、たとえば、以下の通りとすることが可能である：
セクション１：長さ２０ｃｍ
予備床としてのジオメトリ７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）のステアタイト・リング
セクション２：長さ９０ｃｍ
ジオメトリ７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）の３０重量％のステアタイト・リングとセクション４からの７０重量％のコーティング触媒との均一混合物の触媒充填
セクション３：長さ５０ｃｍ
ジオメトリ７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）の２０重量％のステアタイト・リングとセクション４からの８０重量％のコーティング触媒との均一混合物の触媒充填
セクション４：長さ１９０ｃｍ
ＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９２８の予備例による環状（７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ＝外径×長さ×内径）コーティング触媒の触媒充填（化学量論：Ｍｏ12Ｖ3Ｗ1.2Ｃｕ2.4Ｏx）
第２段階触媒チューブおよび熱管の充填は、以下の様相（上から下）を有することも可能である。
【０２９３】
セクション１：長さ２０ｃｍ
予備床としてのジオメトリ７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）のステアタイト・リング
セクション２：長さ１４０ｃｍ
ジオメトリ７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）の２５重量％のステアタイト・リングとセクション３からの７５重量％のコーティング触媒との均一混合物の触媒充填
セクション３：長さ１９０ｃｍ
ＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９２８の予備例による環状（７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ＝外径×長さ×内径）コーティング触媒の触媒充填（化学量論：Ｍｏ12Ｖ3Ｗ1.2Ｃｕ2.4Ｏx）
述べられた第１段階充填において、ＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９５７の実施例１からの非坦持触媒は、以下によって置き換えることも可能である。
【０２９４】
ａ）活性組成物Ｍｏ12Ｎｉ6.5Ｚｎ2Ｆｅ2Ｂｉ1Ｐ0.0065Ｋ0.06Ｏx・１０ＳｉＯ2を有することを除いて、ＥＰ‐Ａ  １５  ５６５の実施例１ｃによる触媒、またはこの実施例により製造される触媒
ｂ）ジオメトリ５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍまたは５ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍの非坦持中空円筒触媒としてのＤＥ‐Ａ  １９８  ５５  ９１３の実施例第３
ｃ）ＤＥ‐Ａ  １９７  ４６  ２１０の実施例１による非坦持多金属酸化物ＩＩ触媒
ｄ）ジオメトリ５ｍｍ×３ｍｍ×１．５ｍｍまたは７ｍｍ×３ｍｍ×１．５ｍｍの担持リングへ同じコーティングの厚さで適用されることを除いて、ＤＥ‐Ａ  １００  ６３  １６２のコーティング触媒１、２、および３の１つ
ｅ）ＤＥ‐Ａ  １０３４４１４９およびＤＥ‐Ａ  １０３５３９５４の触媒、具体的には作用例
上述された第２段階充填のすべてにおいて、コーティング触媒は、ＤＥ‐Ａ  １００  ４６  ９２８の予備例により以下によって置き換えることが可能である。
【０２９５】
ａ）２７重量％の活性組成物含有量および２３０μｍのコーティング厚さを有するＤＥ‐Ａ  ４４４２３４６からのコーティング触媒Ｓ１またはＳ７
ｂ）２０重量％の活性組成物含有量を有するジオメトリ７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍの担持リングに適用されることを除いて、ＤＥ  １９８１５２８１の実施例１から５によるコーティング触媒
ｃ）ＤＥ‐Ａ  １９７  ３６  １０５により製造され、上述された７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍの担持体に適用された２０重量％の活性組成物を有する化学量論（Ｍｏ10.4Ｖ3Ｗ1.2Ｏx）（ＣｕＭｏ0.5Ｗ0.5Ｏ4）1.6の２相活性組成物を有するコーティング触媒
本発明によれば、固定触媒床１および固定触媒床２は、そうでない場合は、個々の反応域における反応ガス混合物のホットスポット最大値と反応域の特定の温度との温度差が８０℃を超えないような方式で（たとえば、不活性材料などで希釈することによって）選択されることが適切である。この温度差は、通常、≦７０℃、しばしば
２０から７０℃である。この温度差は、小さいことが好ましい。安全の理由により、固定触媒床１および２は、ＥＰ‐Ａ  １１０６５９８において確定されるピークから塩の温度感度が≦９℃、または≦７℃、または≦５℃、または≦３℃であるような方式で、当業者には本質的に既知である方式（たとえば、不活性材料などで希釈することによって）でも選択される。
【０２９６】
第２段階の事後冷却器および反応器は、長さが２５ｍ未満の接続チューブによって接続される。
【０２９７】
本文書および上記の反応器構成に含まれる２域設計を有する例では、第２反応段階の環状希釈剤本体および環状成形触媒本体は、球状希釈剤本体および球状触媒本体によって置き換えることも可能である（それぞれ、２から５ｍｍの半径を有し、かつ１０から３０重量％、しばしば１０から２０重量％の活性組成物含有量を有する）。
【０２９８】
本発明の部分酸化を出る（第１および／または第２反応段階後）生成物ガス混合物（生成物ガス混合物２（第１反応段階後）または３（第２反応段階後）と本明細書では呼ばれる）は、アクロレインおよび／またはアクリル酸を製造する場合、対象生成物のアクロレインまたはアクリル酸もしくはそのアクロレインとの混合物、未変換分子状酸素（使用される触媒の寿命の観点から、生成物ガス混合物２および生成物ガス混合物３の両方の酸素含有量が、依然として少なくとも１．５から４容量％であるとき、好適である）、プロパン、未変換プロピレン、分子状窒素、副生成物として形成および／または希釈剤ガスとして使用された水蒸気、副生成物として形成および／または希釈剤ガスとして使用された炭素酸化物、ならびに少量の他の低級アルデヒド（たとえば、酢酸、ギ酸、およびプロピオン酸）および無水マレイン酸、ベンズアルデヒド、芳香族カルボキシル酸、および芳香族カルボキシル無水物（たとえば、無水フタル酸および安息香酸）、適切であればＣ４炭化水素（たとえば、ブタン‐１および可能な他のブテン）などの他の炭化水素、ならびに他の不活性希釈剤ガスから実質的になる。
【０２９９】
対象生成物は、分離域において本質的に既知の方式で生成物ガス混合物３または２から分離することが可能である（たとえば、一部または完全に、および適切であればアクリル酸の断片的凝縮によって、あるいは水または高沸点疎水性有機溶媒におけるアクリル酸の吸収によって、あるいは水または低級カルボキシル酸の水溶液においてアクロレインを吸収し、その後凝縮物および／または吸収物を後処理することによって；本発明によれば、生成物ガス混合物３または２は、断片的に凝縮することが好ましい；たとえば、ＥＰ‐Ａ  １３  ８８  ５３３、ＥＰ‐Ａ１３  ８８  ５３２、ＤＥ‐Ａ  １０２  ３５  ８４７、ＥＰ‐Ａ  ７９  ２８  ６７、ＷＯ  ９８／０１４１５、ＥＰ‐Ａ  １０  １５  ４１１、ＥＰ‐Ａ  １０  １５  ４１０、ＷＯ  ９９／５０２１９、ＷＯ  ００／５３５６０、ＷＯ  ０２／０９８３９、ＤＥ‐Ａ  １０２  ３５  ８４７、ＷＯ  ０３／０４１８３３、ＤＥ‐Ａ  １０２  ２３  ０５８、ＤＥ‐Ａ  １０２  ４３  ６２５、ＤＥ‐Ａ  １０３  ３６  ３８６、ＥＰ‐Ａ  ８５  ４１  ２９、ＵＳ‐Ａ  ４，３１７，９２６、ＤＥ‐Ａ  １９８  ３７  ５２０、ＤＥ‐Ａ  １９６  ０６  ８７７、ＤＥ‐Ａ  １９０  ５０  １３２５、ＤＥ‐Ａ  １０２  ４７  ２４０、ＤＥ‐Ａ  １９７  ４０  ２５３、ＥＰ‐Ａ  ６９  ５７  ３６、ＥＰ−Ａ  ９８  ２２  ８７、ＥＰ‐Ａ  １０  ４１  ０６２、ＥＰ‐Ａ  １１  ７１  ４６、ＤＥ‐Ａ  ４３  ０８  ０８７、ＤＥ‐Ａ  ４３  ３５  １７２、ＤＥ‐Ａ  ４４  ３６  ２４３、ＤＥ‐Ａ  １９  ９２４  ５３２、ＤＥ‐Ａ  １０３  ３２  ７５８、およびＤＥ‐Ａ  １９  ９２４  ５３３を参照されたい）。アクリル酸の分離は、ＥＰ‐Ａ  ９８  ２２  ８７、ＥＰ‐Ａ  ９８  ２２  ８９、ＤＥ‐Ａ  １０３  ３６  ３８６、ＤＥ‐Ａ  １０１  １５  ２７７、ＤＥ‐Ａ  １９６  ０６  ８７７、ＤＥ‐Ａ  １９７  ４０  ２５２、ＤＥ‐Ａ  １９６  ２７  ８４７、ＥＰ‐Ａ  ９２  ０４  ０８、ＥＰ‐Ａ  １０  ６８  １７４、ＥＰ‐Ａ  １０  ６６  ２３９，ＥＰ‐Ａ  １０  ６６  ２４０、ＷＯ  ００／５３５６０、ＷＯ  ００／５３５６１、ＤＥ‐Ａ  １００  ５３  ０８６、およびＥＰ‐Ａ  ９８  ２２  ８８のように行うことも可能である。ＷＯ／０９６２７１の図７に記載されているように、またはＤＥ‐Ａ  １０  ２００４  ０３２  １２９およびその等価特許に記載されているように分離することが好ましい。好適な分離方法は、文献ＷＯ  ２００４／０６３１３８、ＷＯ  ２００４／０３５５１４、ＤＥ‐Ａ  １０２  ４３  ６２５、およびＤＥ‐Ａ  １０２  ３５  ８４７に記載されている方法でもある。このようにして得られた粗アクリル酸は、たとえば、文献ＷＯ  ０１／７７０５６、ＷＯ  ０３／０４１８３２、ＷＯ  ０２／０５５４６９、ＷＯ  ０３／０７８３７８、およびＷＯ  ０３／０４１８３３に記載されているようにさらに処理することが可能である。
【０３００】
上記の分離方法の共通の特徴は（始めにすでに述べられているように）、標準圧力（１バール）における沸点が≦−３０℃である生成物ガス混合物２または３の成分（すなわち、凝縮するのが困難である、または揮発性である成分）を実質的に含む残留ガスストリームが、分離内部を備え、かつ下方セクション生成物ガス混合物３または２が通常は先行直接および／または間接冷却後に供給される特定の分離カラムの上部において依然として残存することである。
【０３０１】
分離カラムの下方セクションにおいて、特定対象生成物を含む生成物ガス混合物３または２のより少ない揮発性組成が、通常、凝縮相において得られる。
【０３０２】
残留ガス組成は、主に、プロパン、部分酸化において変換されていないあらゆるプロピレン、分子状酸素、および窒素および二酸化炭素など、部分酸化においてもしばしば使用される他の不活性希釈剤ガスである。使用される分離方法に応じて、水蒸気が、残留ガスにおいて、わずかに微量、または最高で２０重量％以上の量で存在することが可能である。
【０３０３】
本発明によれば、プロパン、分子状酸素、およびあらゆる未変換プロピレンを含むこの主要ガス残留物の少なくとも一部（好ましくは全量、しかし適切であればこの全量の半分、または３分の２、または４分の３のみ）（残留ガス組成を有することが好ましい）が、プロパンを含む供給ストリームとして、適切であればプロペン源（酸化サイクルガス）として作用する不均一触媒プロパン脱水素化および／またはプロパン酸化的脱水素化にリサイクルされる。しかし、残留ガスの一部は、部分酸化の一方または両方の段階にリサイクルする、および／またはエネルギー生成の目的で焼却することも可能である。
【０３０４】
凝縮相の後処理において（対象生成物を分離するため）、他の残留気が生じる可能性があるが、その理由は、通常、生成物ガス混合物３または２に存在する未変換プロパンおよびプロピレンの全量を適切であればプロピレン源として作用する不均一触媒プロパン脱水素化および／またはプロパン酸化的脱水素化にリサイクルし、それらを対象分離において回収することが試行されるからである。プロパン、および適切であればプロピレンを一般に依然として含むが、しばしば分子状酸素をもはや備えていない。通常、残留ガス全体を与えるように主要残留ガスと組み合わされて、適切であればプロピレン源として作用する不均一触媒プロパン脱水素化および／またはプロパン酸化的脱水素化にリサイクルされる。しかし、そのような他の残留ガスを別々に使用することも可能である。
【０３０５】
したがって、残存する残留ガス全体の好ましくは完全なリサイクルにより、連続作業においてプロパンからアクリル酸および／またはアクロレインへの連続変換が可能になる。
【０３０６】
この文脈において、適切であればプロピレン源として作用する不均一触媒プロパン脱水素化および／またはプロパン酸化的脱水素化への記述されたリサイクルにより、実質的に１００パーセントの選択性で、プロパンからプロピレンの全方法にわたり変換を達成することが可能である。
【０３０７】
そのような手続きの利点は、下方（≦３０ｍｏｌ％）および上方（≧３０ｍｏｌ％）の脱水素化変換の両方に存在する（脱水素化を経た新鮮なプロパンの単一通過に基づく）。一般に、酸化サイクルガスをそのようにリサイクルする場合、出発反応ガス混合物１の水素含有量が、酸化サイクルガスを介して出発反応ガス混合物１にリサイクルされる酸素量に対して少なくとも化学量論比（水への酸素燃焼に基づく）にあるとき、好適である。
【０３０８】
上述されたサイクルガス方法は、部分酸化がプロペンからアクリロニトリルの部分アンモ酸化であるとき、対応して使用することができる。これは、プロパンが脱水素化においてイソブタンによって置き換えられ、結果的なイソブタンが、メタクロレインおよび／またはメタアクリル酸への部分酸化において対応する方式で部分酸化されるとき、対応して使用することさえできる。
【０３０９】
アクリル酸は、ＷＯ  ２００４／０３５５１４およびＤＥ‐Ａ  １０２４３６２５において実施例として記載されているように、適切であれば直接冷却および／または間接冷却によって事前に冷却された生成物ガス混合物３が断片的に凝縮し、粗アクリル酸の側方抽出分離に付随する別の内部を含むカラムにおいて降下し（たとえばそれ自体の中へ）、水および／または水溶液によって吸収されるような好ましくは方式で、本発明により得られた生成物ガス混合物３（具体的には実施例として列挙された１つから）から分離される。抽出された粗アクリル酸は、その後、懸濁結晶化を受けることが好ましく、形成されるアクリル酸懸濁結晶は、洗浄カラムによって残りの母液から分離されることが好ましい。使用される洗浄液体は、洗浄カラムにおいて事前に分離されたアクリル酸結晶の溶融物であることが有利である。さらに、洗浄カラムは、結晶床の強制輸送を有するものであることが好ましい。水圧式洗浄カラムまたは機械的洗浄カラムがより好ましい。特定の詳細について、ＷＯ  ０ｌ／７７０５６、ＷＯ  ０３／０４１８３２、およびＷＯ  ０３／０４１８３３の記述に準拠することが可能である。すなわち、残存する母液を断片凝縮にリサイクルすることが好ましい（ＥＰ‐Ａ  １０  １５  ４１０も参照されたい）。２次化合物の放出は、通常、パージ・ストリームとして粗アクリル酸の側方抽出より下である。
【０３１０】
したがって、唯一の結晶段階を使用して、ポリ‐Ｎａアクリレートに基づく超吸収剤を製造するのに顕著に適切である≧９９．８重量％の純度を有するアクリル酸を得ることが可能である。本発明の手続きの１つの利点は、原理的には、不活性材料で希釈された触媒充填が記述されているかおよび／または必要であるかに関係なく、以下の作用例を含む本文書のあらゆる箇所において、対応する触媒を同じ床長について希釈せずに使用することもできることであることも強調されるべきである。
【０３１１】
実施例１
１．プロピレン源としての不均一触媒プロパン部分脱水素化
一般的な実験構成および実験設計ならびに結果（定常動作状態がすべての場合において記述される）
不均一触媒プロパン部分脱水素化を、数字が以下の関係に対処する図１によるトレイ・ループ反応器において実施した。
【０３１２】
垂直チューブ状反応器（１１）（直径８０ｍｍ）は、熱絶縁（１０）を含む担持ヒータ（９）に封入されていた。担持ヒータの温度は５００℃であった。チューブ状反応器の中心に、連続熱要素のスリーブおよび段階熱要素のスリーブを含む中央管（直径２０ｍｍ）が位置した。さらに、これは、反応ガスサンプルをチューブ状反応器から経て抽出することができるチューブ状反応器に至る線、および空気を環状反応器の中に経て注入することができる環状反応器の中に至る線を備えていた。
【０３１３】
チューブ状反応器は、不活性材料の３つの同一床、およびステンレス・スチール・ワイヤ・メッシュの上に配置された脱水素触媒からなる３層（５、６、７）を備えていた。脱水素化反応器を通る反応ガスの流れ方向において、床は以下のように構築された：
まず、６０ｍｍの床長まで、ＣｅｒａｍＴｅｃからのステアタイトＣ‐２２０のステアタイト球の床（直径：４から５ｍｍ）。次いで、１２０ｍｍの床長まで、脱水素触媒（元素の化学量論（担持体を含む質量比）Ｐｔ0.3Ｓｎ0.6Ｌａ3.0Ｃｓ0.5Ｋ0.2（ＺｒＯ2）88.3（ＳｉＯ2）7.1において（ＤＥ‐Ａ  １０２１９８７９の実施例４のように触媒先駆物質の製造および活性触媒への活性化）、酸化物形態において元素Ｃｓ、Ｋ、およびＬａで改善され、ＺｒＯ2・ＳｉＯ2混合酸化物担持体押出し物の外表面および内表面に加えられたＰｔ／Ｓｎ合金（平均長（約６ｍｍにおいて最大値を有する３ｍｍから１２ｍｍの範囲におけるガウス分布）：６ｍｍ、直径：２ｍｍ））。
【０３１４】
最終トレイを出る生成物ガス混合物１は、同一組成の２つの半分に分割された。一方の半分（２）は、出発反応ガス混合物（４）の成分として脱水素化にリサイクルされた。他方の半分（１）は、脱水素化域の外部に伝達された。
【０３１５】
吸収剤としてのＰＫＷＦ４／７ａｆタイプのドイツ、ハルターマンからのテクニカルグレード・テトラデカンにおける吸収、およびその後の空気でのストリッピング（ＤＥ‐Ａ  １０  ２００４  ０３２  １２９において記載されているように）により、プロピレンおよびプロパン以外の成分を実質的に分離し、プロピレンからアクロレインおよび／またはアクリル酸の部分酸化に直接適切な充填ガス混合物を得ることが可能になる。出発反応ガス混合物（４）は、脱水素化サイクルガス（２）、ならびに水蒸気、酸化サイクルガス（酸素および窒素の混合物によって簡略化のためにシミュレーションされた）および新鮮なプロパン（３つ共すべてアドレス（３）によってここでは記号化される）からなっていた。
【０３１６】
新鮮なプロパンは、以下の含有量を有していた。
【０３１７】
容量％
メタン  ０．００５
エタン  ０．００５  
エテン  ０
プロパン  ９９．９８２
プロペン（プロピレン）  ０．００３
イソブタン  ０．００５
プロパンの第１触媒床に関する毎時空間速度は、すべての場合において３０５ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈであった。
【０３１８】
出発反応ガス混合物の入口圧力は、２．３バールであった。脱水素化反応器にわたる圧力降下は、約２００ｍバールであった。第２触媒充填の上流および第３触媒充填の下流に（流れ方向において）、空気（５００℃、反応圧力）が、適切であれば反応ガス混合物に注入された。以下の表１から３は、３つの実験において得られた結果を、異なる出発反応ガス混合物（４）および空気の異なる計量供給された追加の関数として示す。
【０３１９】
表において、以下の記号が適用される。
【０３２０】
Ｌ２＝ｌ（ＳＴＰ）／ｈで表した第２触媒充填の上流における空気の追加
Ｌ３＝ｌ（ＳＴＰ）／ｈで表した第３触媒充填の上流における空気の追加
ＲＡ＝出発反応ガス（４）の含有量（すべての場合において、存在するプロパンの量に基づいて、約７０容量％の水蒸気を備えていた）
Ｒ１＝第１触媒充填を通過後の反応ガスの含有量
Ｒ２＝第２触媒充填を通過後の反応ガスの含有量
Ｐ＝生成物ガスすなわち第３触媒充填を通過後の反応ガスの含有量
ＴＥ＝℃で表した第１触媒への出発反応ガス混合物の入口温度
Ｔ１＝℃で表した第１触媒における最高温度
Ｔ２＝℃で表した第２触媒における最高温度
Ｔ３＝℃で表した第３触媒における最高温度
ＴＡ＝生成物ガスの出口温度
Ｂ＝本発明の部分酸化の結果的な充填ガス混合物の含有量（すべての充填ガス混合物が非爆発性であった）
Ｕ＝新鮮なプロパンおよび脱水素化反応器を経た単一通過に基づくプロパン変換
Ｓ＝プロピレン形成の選択性
（水を含めずに計算されたガス全体に基づく容量％で表した全含有量）
【表１】
2008504310.tif 000003
【０３２１】
【表２】
2008504310.tif 000004
【０３２２】
【表３】
2008504310.tif 000005
【０３２３】
ＩＩ．プロピレンからアクリル酸の本発明の不均一触媒２段階部分酸化（定常動作状態が記述される）
実験構成
第１反応段階：
反応チューブ（Ｖ２Ａスチール；外径３０ｍｍ、壁の厚さ２ｍｍ、内径２６ｍｍ、長さ：３５０ｃｍ、また反応チューブにおける温度をその全長について決定することができる熱要素を収容するための反応チューブの中央において中心に位置する熱管（外径４ｍｍ））を、以下のように上から下に充填する：
セクション１：長さ５０ｃｍ
予備床としてのジオメトリ７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）のステアタイト・リング
セクション２：長さ１４０ｃｍ
ジオメトリ５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍ（外径×長さ×内径）のステアタイト・リングの２０重量％（代替として３０重量％）およびセクション３からの８０重量％（代替として７０重量％）の非坦持触媒の均一混合物の触媒充填
セクション３：長さ１６０ｃｍ
ＤＥ‐Ａ  １００４６９５７の実施例１による環状（５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍ＝外径×長さ×内径）非坦持触媒の触媒充填（化学量論：［Ｂｉ2Ｗ2Ｏ9・２ＷＯ3］0.5［Ｍｏ12Ｃｏ5.5Ｆｅ2.94Ｓｉ1.59Ｋ0.08Ｏx］1）
上から下まで、最初の１７５ｃｍは、対向してポンピングされる塩バスＡによってサーモスタット調節される。第２の１７５ｃｍは、対向してポンピングされる塩バスＢによってサーモスタット調節される。
【０３２４】
第２反応段階：
反応チューブ（Ｖ２Ａスチール；外径３０ｍｍ、壁の厚さ２ｍｍ、内径２６ｍｍ、長さ：３５０ｃｍ、また反応チューブにおける温度をその全長について決定することができる熱要素を収容するための反応チューブの中央において中心に位置する熱管（外径４ｍｍ））を、以下のように上から下に充填する：
セクション１：長さ２０ｃｍ
予備床としてのジオメトリ７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）のステアタイト・リング
セクション２：長さ９０ｃｍ
ジオメトリ７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）の２５重量％（代替として３０重量％）のステアタイト・リングおよびセクション４からの７５重量％（代替として７０重量％）のコーティング触媒の均一混合物の触媒充填
セクション３：長さ５０ｃｍ
ジオメトリ７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ（外径×長さ×内径）の１５重量％（代替として２０重量％）のステアタイト・リングおよびセクション４からの８５重量％（代替として８０重量％）のコーティング触媒の均一混合物の触媒充填
セクション４：長さ１９０ｃｍ
ＤＥ‐Ａ  １００４６９２８の製造例５による環状（７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ＝外径×長さ×内径）コーティング触媒の触媒充填（化学量論：Ｍｏ12Ｖ3Ｗ1.2Ｃｕ2.4Ｏx）
上から下まで、最初の１７５ｃｍは、対向してポンピングされる塩バスＣによってサーモスタット調節される。次の１７５ｃｍは、対向してポンピングされる塩バスＤによってサーモスタット調節される。
【０３２５】
プロピレン源およびアクリル酸への２段階部分酸化
トレイ反応器が、Ｉのようにまず動作する。不均一触媒脱水素化出発反応ガス混合物の組成は、以下の通りである（ガス全体に基づいて、容量％）：
容量％
アクリル酸  ０．０２
酢酸  ０．０３
水  ９．２３
１‐ブタン  ０．０１
イソブタン  ０．０２
プロパン  １８．４６
プロピレン  ３．９８
エタン  １．１６
エチレン  ０．２２
ＣＯ2  ２．３４
ＣＯ  ０．２６
Ｎ2  ５９．７
Ｏ2  １．６２
ＣＨ4  ０．１２
Ｈ2  ２．８３
これは、
以下の含有量を有する４１．９容量％の酸化サイクルガス：
容量％
アクリル酸  ０．０２
酢酸  ０．０４
Ｈ2Ｏ  ２．７３
イソブタン  ０．０１
アクロレイン  ０．０５
プロパン  １７．３０
プロピレン  ０．３２
エタン  １．２０
エチレン  ０．２２
ＣＯ2  ２．４１
ＣＯ  ０．６１
Ｎ2  ７１．２１
Ｏ2  ３．８７
・以下の含有量を有する３．９容量％の新鮮なプロパン
容量％
プロパン  ９８．９１
イソブタン  ０．０５
プロピレン  ０．１
エタン  ０．９２
エチレン  ０．０１
・１．０２容量％の水素
・２．０３容量％の水蒸気、および
・５１．５容量％の脱水素化サイクルガス
からなる。
【０３２６】
残存する生成物ガス混合物は、以下の組成を有する：
容量％
アクリル酸  ０．０２
酢酸  ０．０３
Ｈ2Ｏ  １１．８４
イソブタン  ０．０１
プロパン  １４．３２
プロピレン  ７．５２
エタン  １．２１
エチレン  ０．２６
ＣＯ2  ２．６１
Ｎ2  ５８．４１
Ｏ2  ０．２３
Ｈ2  ３．５５
不均一触媒プロパン脱水素化の生成物ガス混合物に存在するプロパンおよびプロピレンは、Ｉにおいて記述されたように吸収により分離され、以下の含有量を有する部分酸化の以下の充填ガスを得るように、空気によって再びストリッピングされて自由になる：
容量％
Ｈ2Ｏ  ２．３９
テトラデカン  ０．０１
イソブタン  ０．０１
プロパン  １５．１５
プロピレン  ７．９５
エタン  １．１０
エチレン  ０．２０
ＣＯ2  １．０５
Ｎ2  ５６．９９
Ｏ2  １５．１６
この充填ガス混合物（これは爆発範囲外にある）は、記述された第１部分酸化反応段階を充填するために使用される。固定床触媒充填に対するプロピレン毎時空間速度は、１８５ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈにおいて選択される。第１反応段階の入口における圧力は、３．１バールである。ＴA＝３２２℃；ＴB＝３２８℃である。
【０３２７】
第１反応段階を出る生成物ガス混合物は、以下の含有量を有していた。
【０３２８】
容量％
アクリル酸  ０．４６
酢酸  ０．１４
Ｈ2Ｏ  １０．６５
１‐ブタン  ０．０１
アクロレイン  ６．９９
プロパン  １５．１６
プロピレン０．１７
エタン  １．１０
エチレン  ０．２０
ＣＯ2  １．６２
ＣＯ  ０．２３
Ｎ2  ５７．０２
Ｏ2  ６．２５
ＣPA、反応域Ａの端部におけるプロパン変換は６４．５ｍｏｌ％である。
【０３２９】
ＣPB、反応域Ａの端部におけるプロパン変換は９４．９ｍｏｌ％である。
【０３３０】
結果的な混合物のアクロレイン：Ｏ2の比が６．５９から７．０７である第１段階の生成物ガス混合物を製造するために、十分な空気（２５℃）を追加する。
【０３３１】
次いで、この混合物を、第２反応段階を充填するために直接使用する（Ｔ＝２３１．７℃）。固定触媒床に関するアクロレイン毎時空間速度は、１５２ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈである。ＴC＝２６３℃；ＴD＝２６９℃である。第２反応段階の入口における圧力は、２．１バールである。
【０３３２】
第２反応段階を出る生成物ガス混合物は、以下の含有量を有する。
【０３３３】
容量％
アクリル酸  ６．７２
酢酸  ０．２２
Ｈ2Ｏ  １１．０６
ホルムアルデヒド  ０．１４
アクロレイン
ギ酸  ０．０５
無水マレイン酸  ０．０６
安息香酸  ０．０１
プロパン  １４．６２
プロピレン  ０．２８
エタン  １．０２
エチレン  ０．１８
ＣＯ2  ２．０３
ＣＯ  ０．５２
Ｎ2  ５９．８６
Ｏ2  ３．２０
プロピオン酸  ０．００３２
ＣAC、反応域Ｃの端部におけるアクロレイン変換は６８．１ｍｏｌ％である。
【０３３４】
ＣAD、反応域Ｄの端部におけるアクロレイン変換は９８．８ｍｏｌ％である。
【０３３５】
存在するアクリル酸の量に基づくプロピオン酸の含有量は、ＷＯ  ０１／９６２７０の実施例のものより著しく小さい。
【０３３６】
両反応段階において、反応ガス混合物は、上から下に両触媒チューブを通って流れる。
【０３３７】
含有量は、クロマトグラフィ分析によって分析される。
【０３３８】
アクリル酸は、ＤＥ‐Ａ  １０  ２００４  ０３２  １２９の例示的な実施形態のように生成物ガス混合物から分離され、残留ガスは、酸化サイクルガスとして不均一触媒脱水素化にリサイクルされる。
【０３３９】
米国仮特許出願Ｎｏ．６０／５８４，４６９（２００４年７月１日出願）、６０／６５６，８７４（２００５年３月１日出願）、および６０／６５７，３７４（２００５年３月２日出願）は、文献参照によって本出願に組み込まれる。上述された教示に関して、本発明から多くの変更および逸脱が可能である。したがって、本発明は、添付の請求項の範囲内において、本明細書において具体的に記述された方式とは異なって実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０３４０】
【図１】図１は、不均一触媒プロパン部分脱水素化を実施するトレイ・ループ反応器を示している。
【符号の説明】
【０３４１】
１  最終トレイを出る生成物ガス混合物、  ２  脱水素化サイクルガス、  ３  水蒸気、酸化サイクルガスおよび新鮮なプロパン、  ４  出発反応ガス混合物、  ５、６、７  脱水素触媒からなる３層、  ９  担持ヒータ、  １０  熱絶縁、  １１  垂直チューブ状反応器
【図１】
2008504310.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月28日(2007.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペンの不均一触媒部分気相酸化によってアクロレインまたはアクリル酸もしくはその混合物を製造する方法であって、プロピレンおよび分子状酸素の反応物ならびに分子状窒素およびプロパンの不活性希釈ガスを含有し、分子状酸素およびプロピレンを≧１のＯ2：Ｃ3Ｈ6モル比において含む出発反応ガス混合物２を、高温において、活性組成物が元素Ｍｏ、Ｆｅ、およびＢｉを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床に導き、出発ガス混合物２が、その全容量に基づいて、以下の含有量：
６から９容量％のプロピレン、
８から１８容量％の分子状酸素、
６から３０容量％のプロパン、および
３２から７２容量％の分子状窒素
を有するが、但し、
出発反応ガス混合物２に存在するプロピレンに対する出発反応ガス混合物２に存在するプロパンのモル比Ｖ1が１から４であり、出発反応ガス混合物２に存在する分子状酸素に対する出発反応ガス混合物２に存在する分子状窒素のモル比Ｖ2が２から６であり、出発反応ガス混合物２に存在するに存在するプロピレンに対する出発反応ガス混合物２に存在する分子状酸素のモル比Ｖ3が１．３から２．４であることを特徴とする方法。
【請求項２】
出発反応ガス混合物２が、以下の含有量：
７から９容量％のプロピレン、
９．８から１５容量％の分子状酸素、
１０．５から２０容量％のプロパン、および
４０から６０容量％の分子状窒素
を有するが、但し、
Ｖ1＝１．５から２．５
Ｖ2＝３．５から４．５および
Ｖ3＝１．５から２．１４
であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
出発反応ガス混合物２が、以下の含有量：
７から９容量％のプロピレン、
９．８から１５．５容量％の分子状酸素、
１０．５から１５．５容量％のプロパン、および
４０から６０容量％の分子状窒素
を有するが、但し、
Ｖ1＝１．５から２．２
Ｖ2＝３．５から４．５および
Ｖ3＝１．５から２．１４
であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
プロピレン、分子状酸素、プロパン、および分子状窒素以外の成分の出発反応ガス混合物２における全含有量が、≦１０容量％である、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
出発反応ガス混合物２が、化合物メタンおよびエタンの少なくとも一方を０．５から８容量％まで含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
出発反応ガス混合物２が、≦５容量％の水および≦５容量％の炭素酸化物を含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
出発反応ガス混合物２に存在するプロピレンに使用される源が、気相におけるプロパンの連続不均一触媒部分脱水素化および／または酸化的脱水素化の方法において形成されたプロピレンであるが、前記プロピレンから、不均一触媒部分脱水素化および／または酸化的脱水素化において未反応のプロパンを事前に分離する、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
プロパンの不均一触媒部分脱水素化が、自熱脱水素化である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
プロパンの不均一触媒部分脱水素化の方法が、
・脱水素化されるプロパンを含む出発反応ガス混合物１を、脱水素化域に連続的に供給し、
・脱水素化域において、出発反応ガス混合物１を、分子状水素およびプロピレンが触媒脱水素化によって形成される少なくとも１つの固定触媒床に導き、
・少なくとも１つの分子状酸素を含むガスを、脱水素化域に入る前および／または後に出発反応ガス混合物１に添加し、
・分子状酸素を、脱水素化域において、反応ガス混合物１に存在する分子状水素中での水蒸気に部分的に酸化し、
・分子状水素、水蒸気、プロピレン、および未変換プロパンの含む生成物ガスを、脱水素化域から取り出すが、但し、脱水素化域から取り出された生成物ガスを、同一組成の２つの部分に分割し、２つの部分の一方を、脱水素化サイクルガスとして脱水素化域にリサイクルする方法である、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
出発反応ガス２に存在するプロピレンに使用される源が、プロパン脱水素化の生成物ガスに存在するプロパンおよびプロピレン以外の成分の少なくとも５０容量％が分離されているプロパン部分脱水素化の生成物ガス混合物である、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
プロピレンの固定触媒床に関する毎時空間速度が、≧１３５ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈから３００ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈである、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の方法に引き続き、請求項１から１１のいずれかに記載の方法において形成されたアクロレインのアクリル酸への不均一触媒部分気相酸化の方法を行い、アクロレインを含む出発反応ガス３を、活性組成物が元素ＭｏおよびＶを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒に導く、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
出発反応ガス３が、以下の含有量：
４．５から８容量％のアクロレイン、
２．２５から９容量％の分子状酸素、
６から３０容量％のプロパン、
３２から７２容量％の分子状窒素、および
５から１５容量％の水蒸気
を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
出発反応ガス混合物３が、以下の含有量：
５．５から８容量％のアクロレイン、
２．７５から９容量％の分子状酸素、
１０から２５容量％のプロパン、
４０から７０容量％の分子状窒素、および
５から１５容量％の水蒸気
を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
出発反応ガス３が、以下の含有量：
６から８容量％のアクロレイン、
３から９容量％の分子状酸素、
１０から２０容量％のプロパン、
５０から６５容量％の分子状窒素、および
７から１３容量％の水蒸気
を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
出発反応ガス３が、０．５から８容量％のメタンおよび／またはエタンを含む、請求項１３から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
固定触媒床に関するアクロレインの毎時空間速度が、≧１３５ｌ（ＳＴＰ）／ｌ・ｈから２９０ｌ（ＳＴＰ）／１・ｈである、請求項１２から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
・請求項１から６のいずれかに記載の方法に引き続き、場合により、請求項１から６のいずれかに記載の方法において形成されたアクロレインの不均一触媒部分気相酸化の方法を行い、このアクロレインを、出発反応ガス混合物３の成分として、活性組成物が元素ＭｏおよびＶを含む少なくとも１つの多金属酸化物である固定触媒床に導き、
・請求項１から６のいずれかに記載の方法に先行する第１段階において、プロパンを、出発反応ガス混合物１の成分として気相における部分不均一触媒脱水素化に供して、プロピレンおよび未変換プロパンを含む生成物ガス混合物１を形成させ、
・先行段階のプロピレンおよび未変換プロパンを含む生成物ガス混合物１から、そこに存在するプロパンおよびプロピレン以外の成分を、場合により部分量を分離し、次いで、それを出発反応ガス混合物２の成分として使用し、
・アクロレイン、アクリル酸、またはその混合物を、部分気相酸化から得られる生成物ガス混合物から対象生成物として分離し、少なくともこの分離において残存する未変換プロパンを、先行第１段階にリサイクルし、
・新鮮なプロパンを、出発反応ガス混合物２および／または出発反応ガス混合物３に添加する、請求項１から６に記載の方法。
【請求項１９】
アクロレイン部分酸化の生成物ガス混合物を、場合により直接および／または間接の冷却後、分離作用を有する内部取付物を含むカラム中で昇順で粗アクリル酸を側方取りだししつつ分離凝縮し、ならびに／あるいは水および／または水溶液で吸収させる方法を引き続き行う、請求項１２から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
粗アクリル酸を、懸濁結晶化に供して、アクリル酸懸濁結晶化物と残存する母液を形成する方法を引き続き行う、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
アクリル酸懸濁結晶化物を、洗浄カラムによって残存する母液から分離する方法を引き続き行う、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
分離されたアクリル酸懸濁結晶化物を溶融し、ポリマーに遊離基重合させる方法を引き続き行う、請求項２１に記載の方法。
【国際調査報告】
2008504310.tif 000007
2008504310.tif 000008
2008504310.tif 000009
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