[發明專利]一種丙烯氨氧化制備丙烯腈的催化劑

有效

• 申請號: 201210140970.2
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102658167A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 呂春;王立才;宋巨偉;呂逸萌
• 申請（專利權）人: 營口市向陽催化劑有限責任公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C07C255/08;C07C253/26
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅

技術領域

本發明涉及一種丙烯氨氧化制備丙烯腈的催化劑，屬于催化劑技術領域。

背景技術

自上世紀60年代開始，sohio公司開發出丙烯氨氧化制造丙烯腈工藝，該工藝的核心技術是催化劑使用的活性組分含有鉬、鉍金屬元素。經過不斷改進，目前Mo-Bi系催化劑已經非常成熟，在工業上丙烯氨氧化制造丙烯腈工藝得到廣泛應用。

專利CN?96101529.2、CN?97106771.6、CN?99119905.7均介紹了改進的Mo-Bi系丙烯氨氧化制造丙烯腈的催化劑，優點是催化劑具有較好的氧化還原穩定性，反應可以在較低的空烯比、氨烯比和低反應溫度條件下有較好的反應收率。

專利CN?101168129B介紹了除含有鉬、鉍、鐵等金屬氧化物外，還引進了鹵族元素，鹵族元素之一作用是減少附反應產物一氧化碳、二氧化碳的生成量，進而達到提高目標產物收率的目的。

以上專利技術對提高催化劑的收率和延長催化劑的使用壽命有了一定效果，但隨著使用時間的延長催化劑的活性還是有明顯的降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種丙烯氨氧化制備丙烯腈的催化劑，其特征在于催化劑的活性組分含有下述復合物：

Bi_aFe_bNi_cMg_dCe_eLa_fCs_gAg_hCl_iAl_jA_kB_lC_mMo₁₂O_x

其中：

A為鋰、鈉、鉀、銣中的一種或多種；

B為釤、釹、釓中的一種或多種；

C為鈷、鈣、鎢、磷中的一種或多種；

a、b、c、d為0.1~10.0；

e、f為0.02~1.5；

g、h、i、j、k為大于0，不高于0.3；

l、m為0~0.5；

x為滿足其它元素化合價所需的氧原子數。

本發明的上述催化劑中，為了優化技術方案，所述的A優選為鋰、鈉、鉀、銣中的一種或多種。

本發明的上述催化劑中，為了優化技術方案，所述的g與m之和優選為0.05~2.5；最優選的是0.1~1.5。

本發明的上述催化劑中，為了優化技術方案，催化劑含有載體，載體為二氧化硅，載體占催化劑重量的20.0~80.0%；最優選的載體占催化劑重量的40.0~60.0%。二氧化硅是以硅溶膠形式加入，硅溶膠中用氨做穩定劑。

一般認為，提高催化劑的穩定性，主要解決催化劑結構畸變問題和催化劑的主要活性物鉬的流失問題，解決催化劑結構畸變關鍵要求催化劑有合理的元素組成，解決活性物質鉬的流失主要是通過降低反應溫度，達到減少鉬流失的目的。本發明一方面通過引進鉍、鎂、鐵、鎳、鋁等元素，通過元素合理搭配，充分發揮了元素之間的“協同作用”，使催化劑結構畸變變得緩和減少活性物質鉬的流失；另一方面通過引進氯、鈉、鉀、銫等微量元素，調整催化劑表面酸堿度，使催化劑在較低溫度下對反應原料有好的吸附能力,保證催化劑在低溫條件下有很高的丙烯腈收率和丙烯轉化率。本發明的另一特點是引進元素銀、鑭、鈰和其他等微量元素，不僅降低了反應副產物生成量，而且使催化劑在較高催化劑負荷下具有良好的丙烯腈收率和選擇性及穩定性。

本發明也涉及通過在氣相狀態下、在一定溫度和一定壓力下使丙烯與空氣中的氧和氨在混合的金屬氧化物催化劑存在下反應，而使丙烯轉化成丙烯腈。其中催化劑如上所述。

本發明的催化劑中的鉬，可以使用任何氧化物形式的鉬，如氧化鉬或者鉬酸鹽。較優選的是可水溶性鉬鹽，最優選起始物料為仲鉬酸銨。

催化劑中的堿金屬，可以用氧化物形式，也可以用經煅燒能產生氧化物的鹽，優選的是硝酸鹽。硝酸鹽易于獲得和容易溶解。

催化劑中的鐵，可以使用在煅燒時能夠生成氧化物的任何鐵化合物，較優選的是可水溶性鹽，最優選的是水合硝酸鐵。催化劑中的其他金屬元素可以用類似的方法引入。

催化劑中的氯，可以使用堿金屬的氯化物或氯化銨，最優選的是氯化銨。