[發明專利]用于丁烯氧化脫氫制丁二烯的催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010836272.0
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN114073953A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 曾鐵強;繆長喜;吳文海;樊志貴
• 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: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J37/03;B01J37/06;B01J37/08;B01J27/185;B01J27/187;C07C11/16;C07C5/333
• 代理公司: 北京至臻永信知識產權代理有限公司 11568
• 代理人: 張寶香;彭曉玲

1.一種用于丁烯氧化脫氫制丁二烯的催化劑，其中，該催化劑的主活性組分為MgFe₂O₄，MgFe₂O₄暴露(111)晶面面積占總暴露晶面面積的60％以上。

2.按照權利要求1所述的催化劑，其特征在于：所述催化劑中含有助劑，所述助劑為化學式為A_aB_bC_cO_x的化合物，以摩爾比計，與MgFe₂O₄組成化學式為MgFe₂O₄·A_aB_bC_cO_x的催化劑，其中：

A為Fe；B選自由Zn、Mn、Co和Ni組成的組中的至少一種；C選自由P、F、Cl和Br組成的組中的至少一種；

a的取值范圍為0.01～0.50；b的取值范圍為0.001～0.30；c的取值范圍為0.001～0.10；x為滿足催化劑中各元素價態所需的氧原子總數。

3.按照權利要求2所述的催化劑，其特征在于：B選自Zn、Mn中的至少一種；和/或，C選自P和Cl中的至少一種。

4.按照權利要求2所述的催化劑，其特征在于：a的取值范圍為0.01～0.40。

5.按照權利要求2所述的催化劑，其特征在于：b的取值范圍為0.001～0.10。

6.按照權利要求2所述的催化劑，其特征在于：c的取值范圍為0.005～0.05。

7.按照權利要求1-6任一所述的催化劑，其特征在于：所述MgFe₂O₄暴露(111)晶面面積占總暴露晶面面積的80％以上；優選的，所述MgFe₂O₄暴露(111)晶面面積占總暴露晶面面積的99％以下。

8.權利要求1-7任一所述的催化劑的制備方法，包含將催化劑所需組分前驅體混合溶液與沉淀劑接觸進行反應的步驟，其中控制混合溶液中NH₄⁺的質量濃度為5％～20％，NO₃^-的質量濃度為5％～18％；優選地，控制混合溶液中NH₄⁺的質量濃度為8％～20％，NO₃^-的質量濃度為7％～18％。

9.按照權利要求8所述的方法，其特征在于：沉淀劑為堿性溶液，優選地，堿性溶液選自氨水或氨水與尿素的混合物，進一步優選為氨水，氨水質量濃度優選為5％～28％。

10.按照權利要求8所述的方法，其特征在于：所述的反應為并流共沉淀反應，即混合溶液與沉淀劑并流接觸進行沉淀反應，所述的反應條件如下：反應溫度為10～80℃，pH值為6～12，反應時間為0.5～24h。

11.按照權利要求8所述的方法，其特征在于：將反應所得的產物通過分離、洗滌、干燥和焙燒中的至少一個步驟；干燥溫度為90℃～150℃，干燥時間為1～24小時，焙燒氣氛為含氧氣氛，焙燒溫度為400℃～700℃，焙燒時間為1～24小時。

12.一種丁烯氧化脫氫制丁二烯的方法，其特征在于：該方法包括：含丁烯原料在含氧氣體存在下與權利要求1-7任一所述用于丁烯氧化脫氫制丁二烯的催化劑接觸進行反應，得到含丁二烯產物。

13.按照權利要求12所述的方法，其特征在于：反應物中丁烯：氧氣：水蒸汽的體積比為1：(0.1～10)：(1～20)；和/或，反應溫度為320～480℃；和/或，反應壓力為90～200kPa(絕對壓力)；和/或，丁烯質量空速為0.2～2.0h^-1。