[發明專利]一種適于生產丙烯醛的催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011105866.0
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN114425326A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 王偉華;徐文杰;宋衛林;楊斌
• 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: B01J23/31
• 分類號: B01J23/31;B01J35/10;B01J37/00;B01J37/08;C07C45/35;C07C47/22
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;李盼

本發明提供一種適于生產丙烯醛的催化劑，包括通式(1)所示的活性組分：BiMo_aIn_bSb_cX_dZ_eO_n式(1)式(1)中，X選自過渡金屬中的一種或多種；Z選自堿土金屬中的一種或多種；a為1.0～10.0；b為0.1～1.0；c為0.1～1.0；d為0.1～1.0；e為0.1～1.0；n為滿足所述活性組分中其他元素化合價所需的氧原子摩爾數。本發明通過采用特定的活性組分，能夠解決現有技術中存在的丙烯轉化率偏低和催化劑磨耗高的問題。

技術領域

本發明涉及丙烯醛的制備領域，具體涉及一種適于生產丙烯醛的催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

丙烯醛在粗甘油轉化利用中起著橋梁作用——丙烯醛可以進一步氧化生成用途廣泛的丙烯酸及其酯，也可以作為進行聚合反應的原料合成高分子材料(如：聚丙烯酸鈉)。丙烯醛還可用來合成蛋氨酸，蛋氨酸是一種生物體不能自行合成的氨基酸，它可以用作促進動物生長，天然的蛋氨酸源(植物、微生物)所提供的蛋氨酸濃度和產量均比較低，無法滿足人類需求。目前全球蛋氨酸產能達 500000噸，而人類對蛋氨酸的需求量仍然以3～7％的速度增長。丙烯醛還可用作油田注入水的殺菌劑(抑制注入水中的細菌生長，防止細菌在地層造成腐蝕及堵塞等問題)；其二聚體可用于制二醛類化合物，廣泛用作造紙、鞣革和紡織助劑；丙烯醛還是戊二醛、1,2,6-己三醇及交聯劑等的原料，還用于膠體鋨、釕、銠的制造。丙烯醛與溴作用可得到2,3-二溴丙醛。2.3-二溴丙醛是醫藥中間體，用來生產抗腫瘤藥甲胺蝶呤等。

工業上采用的是丙烯催化氧化法，將丙烯在Bi-Mo系催化劑存在下與空氣進行直接氧化，生成丙烯醛。工業制法將丙烯、空氣、水蒸氣按照一定比例混合后與催化劑一起送入固定反應器中，控制條件進行反應。催化劑的性能與使用壽命起著非常重要的作用。

丙烯醛催化劑目前多是采用Bi-Mo系，并添加其他提高型的元素，比如Fe、 Co、Ni、Cu、Zn、Cr、V、Ti、Zr等。20世紀70年代后，美國標準石油公司研制成功以Mo-Bi元素為主的復合金屬氧化物催化劑，并逐漸成為丙烯氣相催化氧化制丙烯醛的主導催化劑。目前擁有丙烯氣相催化氧化工藝技術的公司有日本觸媒化學公司、三菱化學公司和BASF公司等。

ZL201410096092.8采用Mo-Bi系催化劑，引入Mn、Fe、Co元素，通過加入氨水調節pH值，采用共混一步燃燒法制備，一定程度上改善了催化劑活性，但催化劑轉化率及磨耗需要進一步降低。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種適于生產丙烯醛的催化劑，通過采用特定的活性組分，以解決現有技術中存在的丙烯轉化率偏低和催化劑磨耗高的問題。

本發明的目的之二在于提供一種與目的之一相對應的催化劑的制備方法。

本發明的目的之三在于提供一種與上述目的相對應的催化劑的應用。

本發明的目的之四在于提供一種與上述目的相對應的丙烯醛的制備方法。

為實現上述目的之一，本發明采取的技術方案如下：

一種適于生產丙烯醛的催化劑，包括通式(1)所示的活性組分：

BiMo_aIn_bSb_cX_dZ_eO_n式(1)

式(1)中，X選自過渡金屬中的一種或多種；Z選自堿土金屬中的一種或多種；a為1.0～10.0；b為0.1～1.0；c為0.1～1.0；d為0.1～1.0；e為0.1～1.0；n為滿足所述活性組分中其他元素化合價所需的氧原子摩爾數。

本申請的發明人經研究發現，包含尤其是僅包含式(1)所示的活性組分的催化劑，具有較高的丙烯轉化率和較低的催化劑磨耗。