[發(fā)明專利]一種乙烷選擇氧化制乙醛和乙烯用催化劑及制備和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310445552.9
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103537314A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙震;劉堅;李飛;韋岳長;段愛軍;姜桂元
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: B01J29/035
• 分類號: B01J29/035;C07C47/07;C07C45/33;C07C11/04;C07C5/48
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 韓蕾

1.一種乙烷選擇氧化制乙醛和乙烯用催化劑，所述催化劑以純硅介孔材料KIT-6為載體、以鉬氧化物為活性組分、以鉀氧化物為助劑的負(fù)載型催化劑，其特征在于，所述鉬氧化物摻雜進(jìn)入所述KIT-6分子篩的骨架中，所述鉀氧化物以高分散的形式負(fù)載于KIT-6的表面，并且，K、Mo與Si的摩爾比為0.5∶1.0-5.0∶100。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，其中鉬氧化物摻雜進(jìn)入KIT-6分子篩的骨架中是以三嵌段共聚物P123為模板劑，以鹽酸、鉬酸鹽和硅源為原料采用水熱法實現(xiàn)的，制備得到的KIT-6分子篩為骨架中含有鉬的Mo/KIT-6分子篩；優(yōu)選所述鉬酸鹽為(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O；優(yōu)選所述硅源為正硅酸四乙酯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，鉀氧化物負(fù)載于KIT-6的表面是以硝酸鉀和Mo/KIT-6分子篩為原料通過等體積浸漬法實現(xiàn)的。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑由包括如下步驟的方法制備得到：

（1）配制均相溶液A：將三嵌段共聚物P123溶于鹽酸中并添加去離子水，攪拌至三嵌段共聚物P123完全溶解，得到均相溶液A；

（2）制備均相溶液B：將鉬酸鹽加入去離子水中攪拌形成均相溶液B；

（3）混合：將均相溶液A與均相溶液B按重量比1:0.7～1.2攪拌混合，加入正丁醇，繼續(xù)攪拌，然后加入硅源，繼續(xù)攪拌得到混合溶液；優(yōu)選正丁醇與P123重量比為1-2：1；

（4）晶化：將步驟（3）得到的混合溶液倒入高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行晶化，然后進(jìn)行冷卻、抽濾、洗滌、干燥、焙燒處理，得到Mo/KIT-6分子篩；

（5）負(fù)載K：將硝酸鉀溶于去離子水配制成硝酸鉀溶液，加入步驟（4）得到的Mo/KIT-6分子篩，攪拌均勻后進(jìn)行超聲分散處理，然后經(jīng)過干燥、焙燒處理，得到所述乙烷選擇氧化制乙醛和乙烯用催化劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑，其特征在于，步驟（1）配制均相溶液A為：將1-3重量份三嵌段共聚物P123溶于17-21重量份摩爾濃度為2.0mol/L的鹽酸中，并添加55-59重量份去離子水，攪拌至三嵌段共聚物P123完全溶解，得到均相溶液A；其中優(yōu)選在30-40℃下攪拌3-5h，使三嵌段共聚物P123完全溶解，得到均相溶液A。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑，其特征在于，步驟（3）混合為：將均相溶液A與均相溶液B在30-40℃的恒溫水浴中攪拌混合4h，滴入正丁醇，攪拌均勻，最后滴入硅源，攪拌12-24h，得到混合溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑，其特征在于，步驟（4）晶化為：將步驟（3）得到的混合溶液放入晶化釜中在80-120℃下進(jìn)行24-72h的晶化處理，其中優(yōu)選所述洗滌為用去離子水將濾液沖洗至無泡沫；其中優(yōu)選所述干燥為100-150℃干燥4-12h；其中優(yōu)選所述焙燒為在530-580℃焙燒4-8h；更優(yōu)選所述焙燒的升溫速率控制為1-2℃/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑，其特征在于，步驟（5）負(fù)載K為：將硝酸鉀溶于去離子水配制成硝酸鉀溶液，加入Mo/KIT-6分子篩，迅速攪拌均勻后進(jìn)行20-40min的超聲分散處理，然后在100-150℃下進(jìn)行4-12h的干燥處理，并在530-580℃下進(jìn)行3-6h的焙燒處理，得到所述乙烷選擇氧化制乙醛和乙烯用催化劑；其中，焙燒處理的升溫速率控制為1-2℃/min，硝酸鉀溶液與Mo/KIT-6分子篩的質(zhì)量比為1.1∶1。