[发明专利]一种丙烯氨氧化制备丙烯腈的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯氨氧化制备丙烯腈的催化剂，属于催化剂技术领域。

背景技术

自上世纪60年代开始，sohio公司开发出丙烯氨氧化制造丙烯腈工艺，该工艺的核心技术是催化剂使用的活性组分含有钼、铋金属元素。经过不断改进，目前Mo-Bi系催化剂已经非常成熟，在工业上丙烯氨氧化制造丙烯腈工艺得到广泛应用。

专利CN 96101529.2、CN 97106771.6、CN 99119905.7均介绍了改进的Mo-Bi系丙烯氨氧化制造丙烯腈的催化剂，优点是催化剂具有较好的氧化还原稳定性，反应可以在较低的空烯比、氨烯比和低反应温度条件下有较好的反应收率。

专利CN 101168129B介绍了除含有钼、铋、铁等金属氧化物外，还引进了卤族元素，卤族元素之一作用是减少附反应产物一氧化碳、二氧化碳的生成量，进而达到提高目标产物收率的目的。

以上专利技术对提高催化剂的收率和延长催化剂的使用寿命有了一定效果，但随着使用时间的延长催化剂的活性还是有明显的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烯氨氧化制备丙烯腈的催化剂，其特征在于催化剂的活性组分含有下述复合物：

Bi_aFe_bNi_cMg_dCe_eLa_fCs_gAg_hCl_iAl_jA_kB_lC_mMo₁₂O_x

其中：

A为锂、钠、钾、铷中的一种或多种；

B为钐、钕、钆中的一种或多种；

C为钴、钙、钨、磷中的一种或多种；

a、b、c、d为0.1~10.0；

e、f为0.02~1.5；

g、h、i、j、k为大于0，不高于0.3；

l、m为0~0.5；

x为满足其它元素化合价所需的氧原子数。

本发明的上述催化剂中，为了优化技术方案，所述的A优选为锂、钠、钾、铷中的一种或多种。

本发明的上述催化剂中，为了优化技术方案，所述的g与m之和优选为0.05~2.5；最优选的是0.1~1.5。

本发明的上述催化剂中，为了优化技术方案，催化剂含有载体，载体为二氧化硅，载体占催化剂重量的20.0~80.0%；最优选的载体占催化剂重量的40.0~60.0%。二氧化硅是以硅溶胶形式加入，硅溶胶中用氨做稳定剂。

一般认为，提高催化剂的稳定性，主要解决催化剂结构畸变问题和催化剂的主要活性物钼的流失问题，解决催化剂结构畸变关键要求催化剂有合理的元素组成，解决活性物质钼的流失主要是通过降低反应温度，达到减少钼流失的目的。本发明一方面通过引进铋、镁、铁、镍、铝等元素，通过元素合理搭配，充分发挥了元素之间的“协同作用”，使催化剂结构畸变变得缓和减少活性物质钼的流失；另一方面通过引进氯、钠、钾、铯等微量元素，调整催化剂表面酸碱度，使催化剂在较低温度下对反应原料有好的吸附能力,保证催化剂在低温条件下有很高的丙烯腈收率和丙烯转化率。本发明的另一特点是引进元素银、镧、铈和其他等微量元素，不仅降低了反应副产物生成量，而且使催化剂在较高催化剂负荷下具有良好的丙烯腈收率和选择性及稳定性。

本发明也涉及通过在气相状态下、在一定温度和一定压力下使丙烯与空气中的氧和氨在混合的金属氧化物催化剂存在下反应，而使丙烯转化成丙烯腈。其中催化剂如上所述。

本发明的催化剂中的钼，可以使用任何氧化物形式的钼，如氧化钼或者钼酸盐。较优选的是可水溶性钼盐，最优选起始物料为仲钼酸铵。

催化剂中的碱金属，可以用氧化物形式，也可以用经煅烧能产生氧化物的盐，优选的是硝酸盐。硝酸盐易于获得和容易溶解。

催化剂中的铁，可以使用在煅烧时能够生成氧化物的任何铁化合物，较优选的是可水溶性盐，最优选的是水合硝酸铁。催化剂中的其他金属元素可以用类似的方法引入。

催化剂中的氯，可以使用碱金属的氯化物或氯化铵，最优选的是氯化铵。