[發明專利]一種飽和烷烴氨氧化制取不飽和腈的催化劑及其應用

在審

• 申請號: 201310590690.6
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN104645984A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 鄧忠華;吳宗斌;徐燕;劉禹;李秀清
• 申請（專利權）人: 正大能源材料（大連）有限公司
• 主分類號: B01J23/68
• 分類號: B01J23/68;C07C253/24;C07C255/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明涉及一種飽和烷烴氨氧化制不飽和腈的催化劑，尤其涉及丙烷和異丁烷氨氧化制丙烯腈和甲基丙烯腈的催化劑。

背景技術

不飽和腈主要包括丙烯腈和甲基丙烯腈，他們是重要的基礎化工原料。丙烯腈主要可以用來合成纖維、橡膠和樹脂和“五丙”產品，近年來隨著丙烯腈下游產品腈綸纖維、丙烯酰胺、丁腈橡膠、已二腈和乙二胺的應用發展，原料丙烯腈的需求量不斷增加。目前工業化的生產方法是將丙烯或異丁烯通過氣相催化氨氧化，得到相應的不飽和腈。

除了采用丙烯或異丁烯合成，不飽和腈可以以烷烴作為起始原料，通過氣相催化氧化或氣相催化氨氧化反應進行合成。近年來，研究人員關注將丙烷或異丁烷取代上述烯烴作為原料的生產工藝，尤其是烷烴在氣相中催化氨氧化制取不飽和腈的工藝。主要研究的催化劑是使用含有M、V的復合金屬氧化物。專利US6043185、US6514902、US6143916、US6383978、CN1174801C、US2003/0004379、JP?2002/191974?A、WO?01/98246?A1、CN1802207A、CN101485991A等都對此方面研究進行了公開。

含鉬和含釩催化劑的研究已經取得了較大進展，其能有效地催化丙烷或異丁烷氨氧化為相應的不飽和腈，但是在該催化劑工業化之前，仍需要進一步的發展和完善，目前，此種催化劑的預期產物的收率很低，同時催化劑生產的重復性也較差。

發明內容

本發明主要解決的是現有專利中丙烯腈或甲基丙烯腈選擇性低、重復性差的問題，提供了一種選擇性高、生產重復性好的氨氧化催化劑。

本發明采用的技術方案如下：

一種飽和烷烴氨氧化制取不飽和腈的催化劑，以SiO₂為載體，載體上擔載的活性組分由下列通式表示：

Mo₁V_aSb_bNb_cM_dN_eO_n???(1)

其中：M為Cr、Ce、W、Mn、Fe中的至少一種或兩種以上；

N為Ag、Cu、Cd、Re、Sm中的至少一種或兩種以上；

a、b、c、d、e和n分別表示相對于鉬(Mo)的釩(V)、銻(Sb)、鈮(Nb)、M、N和氧(O)的原子比，

其中，

0.1≤a≤1.0，

0.1≤b≤1.0，

0.01≤c≤0.50，

0.0001≤d≤0.0020，

0≤e≤0.0020，

n為滿足其它元素化合價所需的氧原子總數，載體的加入質量為催化劑質量的30～70%。

所述的式(1)中的M是Cr和Ce的一種或兩種。

所述的式(1)中的N是Ag和Cu的一種或兩種。

所述的式(1)中的a、b、c、d和e的取值范圍可以優化為：

0.2≤a≤0.5，

0.2≤b≤0.5，

0.05≤c≤0.20，

0.0001≤d≤0.0010，

0.0001≤e≤0.0010，

所述的加入載體的質量為催化劑重量的40～60%。

所述的n的取值范圍為3.3～9.0。

所述的催化劑主要應用于烷烴氨氧化制取不飽和腈的反應中。

催化劑采用共沉淀法制備。所需金屬元素的原料為相應的水溶性鹽或氧化物，原料溶解后制成混鹽溶液，與載體混合后，旋蒸干燥或噴霧干燥，高溫焙燒后得到催化劑，焙燒溫度為600～700℃。

本發明所制備的催化劑在飽和烷烴氨氧化反應中，明顯提高了不飽和腈的選擇性，且催化劑合成的重復性較好。

具體實施方式

下面通過具體實施例對此飽和烴氨氧化制取不飽和腈催化劑的制備方法及應用予以進一步說明，但本發明并不因此受到任何限制。

實施例1

將7.4g(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O、1.2g?NH₄VO₃和1.6g?Sb₂O₃放入250mL燒杯，加入80mL去離子水，加熱攪拌，形成藍色懸濁液，為漿料-A。