[發明專利]釩系催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811251149.1
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN111097464B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 曾煒;顧龍勤;陳亮;徐俊峰;王丹柳
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J27/198
• 分類號: B01J27/198;B01J27/199;C07D213/85
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本發明涉及一種3?甲基吡啶氨氧化生產3?氰基吡啶的催化劑及其制備方法。包括復合氧化物載體和以原子比計化學式如下的活性組合物組成VTi_aP_bX_cO_d的混合催化劑，其中X選自Mo、B、Bi、Sb、W、Co、Ni、Nb、Mn、Fe、Zn、Si、堿金屬元素、堿土金屬元素及稀土元素中的至少一種，提升了催化劑生產和使用的環保性，并有效的改進了催化劑的活性選擇性，可用于3?氰基吡啶的生產。

技術領域

本發明涉及一種釩系催化劑及其制備方法，所述催化劑具有較高的活性和選擇性，可適用于固定床或流化床生產3-氰基吡啶。

背景技術

芳腈是一類重要的精細化學品，可用于生產醫藥、農藥、染料及特種材料等，用途十分廣泛。其中，雜環芳腈由于雜環的結構特性，在精細產品生產中具有重要作用。3-氰基吡啶是一種重要的雜環芳腈化合物，可用于制造用途廣泛的煙酸、煙酰胺，并進一步用于合成人體和動物體不可或缺的B族維生素，此外，還可用于飼料、食品添加劑和合成醫藥中間體。

雜環芳腈的生產有多種方法，其中將雜環芳烴、氨與空氣經氣相氨氧化反應一步合成芳腈，流程短，污染少，是目前雜環芳腈生產的主要方法。該反應主副反應都是強放熱反應。因而，催化劑活性組分及形式的選擇和相應反應器的選擇就顯得至關重要。

雜環芳烴的氣相氨氧化工藝主要包括固定床與流化床工藝，固定床中流體呈近似平推流運動，催化劑具有較高催化效率，但其傳熱性能較差，放大效應明顯，裝置大型化困難；流化床具有傳熱傳質效率高、易于大型化等優點，但對催化劑物理化學性能和反應器中流態化質量控制均有較高要求。

在烷基吡啶相關的氨氧化催化劑的現有研究中，主要使用了包括釩系催化劑如V-P、V-Cr、V-Sb等催化體系和非釩系催化劑如Sb-Fe等。

CN1424144A公開了一種用于制備3-氰基吡啶的催化劑，以主活性物質為V、Cr、Mo氧化物，以球形硅膠或γ-Al₂O₃為載體，通過浸漬法制備得到催化劑。所述催化劑據稱可用于固定床和流化床反應器。

WO2003022819公開了一種雜環芳腈的制備方法及其改良催化劑，所述催化劑的主活性組分為V和Sb的氧化物，助催化劑為Cr、Mo、Co、Mn的氧化物，而以α-Al₂O₃作為載體。所述催化劑用于固定床反應器。

CN1490313A公開了一種制備3-氰基吡啶的方法，采用VCr_aA_bB_cC_dO_x/SiO₂的組合方案，其中A選自P、B、Bi、Sb、As中的至少一種，B選自堿金屬和/或堿土金屬中的至少一種，C選自Mn、Ti、Ni、Co、Pb、Fe、Mo、W或稀土元素中的至少一種。所述催化劑主要用于流化床反應器。

上述公開文獻報道的可用于3-甲基吡啶氨氧化制3-氰基吡啶的催化劑，主要仍是使用V-Cr體系居多。催化劑中大量Cr的存在使其生產和使用后的處理環境不友好，且提升了處理成本。因此，嘗試一些環境相對友好的催化材料是氨氧化催化劑的改進方向之一。

WO9532055公開了一種用于烷基吡啶氨氧化的催化劑。該催化劑含有V、Zr、Ti和Mo的氧化物，其中V:Ti:Zr的摩爾比為2:1:2～2:12:25，MoO₃含量為V₂O₅的0.54～2.6％。該催化劑用于固定床反應器。