[发明专利]耐磨损混合金属氧化物氨氧化催化剂

说明书

相关申请的参考

本申请与以下申请相关：(i)Brazdil等人于2010年3月23日提交的序号为12/661,716的美国专利申请，所述申请标题为“制备改良的混合金属氧化物氨氧化催化剂的方法（Process for Preparing ImprovedMixed Metal Oxide Ammoxidation Catalysts）”，代理人案号为50031，和ii）Brazdil等人于2010年3月23日提交的序号为12/661,705的美国专利申请，所述申请标题为“改良的混合金属氧化物氨氧化催化剂（Improved Mixed Metal Oxide Ammoxidation Catalysts）”，代理人案号为50042，这两个申请与本申请一道同日提交，其为所有目的在此引作参考。

技术领域

本发明涉及在不饱和烃向相应的不饱和腈的氨氧化中使用的耐磨损催化剂。具体而言，本发明涉及在丙烯和/或异丁烯分别向丙烯腈和/或甲基丙烯腈的氨氧化中使用的改良的催化剂组合物。

背景技术

用适合的元素助催化的含铁、铋和钼氧化物的催化剂久已用于在氨和氧(通常以空气的形式)存在下、在升高的温度下转化丙烯和/或异丁烯以制造丙烯腈和/或甲基丙烯腈。具体地，英国专利1436475，美国专利4,766,232、4,377,534、4,040,978、4,168,246、5,223,469和4,863,891各自涉及可以用II族元素助催化以产生丙烯腈的铋-钼-铁催化剂。另外，美国专利5,093,299、5212,137、5,658,842和5,834,394涉及表现出丙烯腈高收率的受到铋-钼助催化的催化剂。

本发明部分涉及用铈助催化的耐磨损负载型铋-钼-铁催化剂。已经发现，控制这些铁和铈的相对量将影响所述催化剂的硬度。现有技术的催化剂的特征经常为Ce与Fe的比率低(例如小于约0.7)，这趋向于产生即便与载体材料相结合后也是较软的不太耐磨损的催化剂，。

发明概述

本发明涉及用于丙烯和/或异丁烯氨氧化的耐磨损混合金属氧化物催化剂。

在一种实施方式中，本发明涉及包含金属氧化物的复合物的催化剂组合物，其中在所述催化剂中元素的相对比率由下式表示：

Mo₁₂ Bi_a Fe_b A_c D_d E_e F_f G_g Ce_h O_x

其中：

A是选自钠、钾、铷和铯的至少一种元素；和

D是选自镍、钴、锰、锌、镁、钙、锶、镉和钡的至少一种元素；

E是选自铬、钨、硼、铝、镓、铟、磷、砷、锑、钒和碲的至少一种元素；

F是选自稀土元素、钛、锆、铪、铌、钽、铝、镓、铟、铊、硅、锗和铅的至少一种元素；

G是选自银、金、钌、铑、钯、锇、铱、铂和汞的至少一种元素；以及

a、b、c、d、e、f、g、h和n分别是铋(Bi)、铁(Fe)、A、D、E、F、铈(Ce)和氧(O)相对于12个钼(Mo)原子的原子比，其中：

a为0.05至7，

b为0.1至7，

c为0.01至5，

d为0.1至12，

e为0至5，

f为0至5，

g为0至0.2，

h为0.01至5，以及

n是满足存在的其他组成元素的原子价要求所需的氧原子的数目；

其中0.8≤h/b≤5，并且其中所述催化剂组合物包含选自二氧化硅、氧化铝、锆、二氧化钛或其混合物的载体，并且其中所述载体占所述催化剂组合物的重量的30%至70%。

本发明还涉及将选自丙烯和异丁烯或其混合物的烯烃转化为丙烯腈和/或甲基丙烯腈及其他副产物腈(即具有官能团“-CN”的化合物，例如乙腈和氰化氢)和其混合物的方法，所述方法在升高的温度和压力下，在蒸气相中使所述烯烃与含分子氧的气体和氨在如前一段落所述的混合金属氧化物催化剂的存在下进行反应来进行。

附图说明

图1是关于丙烯腈催化剂发展的历史趋势的图，x轴显示丙烯腈收率，y轴显示氰化氢收率。该图示出了随时间，丙烯腈收率提高，相应的氰化氢收率降低。本发明的催化剂并不顺从这种历史趋势。本发明的催化剂提供了丙烯腈收率增加，但没有像历史趋势中所见的那样明显降低氰化氢的收率。