[發明專利]一種調控晶面的釩磷氧催化劑制備方法及丁烷氧化應用

有效

• 申請號: 201910864323.8
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN112473707B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 羅勇;陳建峰;劉瑞霞;王保舉;江瀾;李自航;張瑞銳
• 申請（專利權）人: 北京化工大學;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J27/198
• 分類號: B01J27/198;C07D307/60;B01J19/10;B01J8/18;B01J8/22
• 代理公司: 北京志霖律師事務所 11575
• 代理人: 張文祎

1.一種調控晶面的釩磷氧催化劑制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、準備超重力循環裝置

所述超重力循環裝置包括液下泵、填料、電機、超聲探頭、卸料口、加熱夾套、液體分布器、進料口和排氣口；所述電機的輸出軸穿過超重力循環裝置殼體上端面延伸到加熱夾套的空腔區域內，電機的輸出軸下端固定旋轉盤，旋轉盤內固定填料；所述超聲探頭穿過加熱夾套底部并延伸到加熱夾套的空腔區域底部；所述加熱夾套底部的料液存放區設有吸入管道與液下泵相連接；所述液下泵通過輸出管道通向液體分布器；所述卸料口設置在加熱夾套底部，所述進料口和排氣口設置在加熱夾套上端面殼體上；所述加熱夾套利用循環油浴加熱保溫；

S2、將異丁醇和苯甲醇的混合溶劑加入到超重力循環裝置的料液存放區中，再加入V₂O₅，加熱保溫，開啟電機、超聲探頭及液下泵，反應液經液下泵輸送到液體分布器之中，經噴射孔噴射到填料上，經過填料后返回到料液存放區，還原反應時間1-3小時；

S3、關閉加熱電源，使油浴保持循環，超重力循環裝置內降溫至85-95℃，加入濃磷酸，升溫至110-115℃；繼續泵循環反應3-5h后，得到釩磷氧催化劑前驅體；

S4、所述釩磷氧催化劑前驅體在烘箱中110-130℃條件下干燥8-15小時，然后對釩磷氧催化劑前驅體進行活化，活化溫度350-450℃，得到釩磷氧催化劑。

2.根據權利要求1所述調控晶面的釩磷氧催化劑制備方法，其特征在于：步驟S2中，所述異丁醇和苯甲醇的加入體積比為3-5:1。

3.根據權利要求1所述調控晶面的釩磷氧催化劑制備方法，其特征在于：步驟S2中，所述10gV₂O₅對應異丁醇和苯甲醇混合溶劑90-110ml。

4.根據權利要求1所述調控晶面的釩磷氧催化劑制備方法，其特征在于：步驟S2中，所述加熱保溫的溫度為110-113℃。

5.根據權利要求1所述調控晶面的釩磷氧催化劑制備方法，其特征在于：步驟S4中，所述活化的步驟為：將干燥后的釩磷氧催化劑前驅體置于帶有活化氣氛的管式焙燒爐或固定床中；活化氣氛是丁烷/空氣的混合氣，丁烷體積濃度為0.5%～1.5%；或者活化氣氛是空氣/水蒸氣混合氣，水蒸氣體積濃度為25%～75%；或者活化氣氛是氮氣/水蒸氣混合氣，水蒸氣體積濃度為25%～75%；將活化溫度從室溫升溫到350～450℃；保持活化時間為5～40小時。

6.根據權利要求5所述調控晶面的釩磷氧催化劑制備方法，其特征在于：所述丁烷/空氣的混合氣中，丁烷體積濃度為0.8%～1.2%；所述空氣/水蒸氣混合氣中，水蒸氣體積濃度為35%～55%；所述氮氣/水蒸氣混合氣中，水蒸氣體積濃度為35%～55%。

7.根據權利要求1所述調控晶面的釩磷氧催化劑制備方法，其特征在于：所述超重力循環裝置的轉速0～3000r/min，超聲探頭的超聲波的頻率為24～48kHz。

8.根據權利要求1-7中任一項制備方法 制得的釩磷氧催化劑在丁烷氧化制備順酐上的應用，其特征在于：丁烷氧化制備順酐的條件如下：反應溫度380～450℃，壓力為常壓～0.5 MPa，正丁烷混合氣體積空速為1000～3500 h^-1，丁烷體積百分比濃度為1.0%～1.8%。