[发明专利]一种饱和烷烃氨氧化制取不饱和腈的催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种饱和烷烃氨氧化制不饱和腈的催化剂，尤其涉及丙烷和异丁烷氨氧化制丙烯腈和甲基丙烯腈的催化剂。

背景技术

不饱和腈主要包括丙烯腈和甲基丙烯腈，他们是重要的基础化工原料。丙烯腈主要可以用来合成纤维、橡胶和树脂和“五丙”产品，近年来随着丙烯腈下游产品腈纶纤维、丙烯酰胺、丁腈橡胶、已二腈和乙二胺的应用发展，原料丙烯腈的需求量不断增加。目前工业化的生产方法是将丙烯或异丁烯通过气相催化氨氧化，得到相应的不饱和腈。

除了采用丙烯或异丁烯合成，不饱和腈可以以烷烃作为起始原料，通过气相催化氧化或气相催化氨氧化反应进行合成。近年来，研究人员关注将丙烷或异丁烷取代上述烯烃作为原料的生产工艺，尤其是烷烃在气相中催化氨氧化制取不饱和腈的工艺。主要研究的催化剂是使用含有M、V的复合金属氧化物。专利US6043185、US6514902、US6143916、US6383978、CN1174801C、US2003/0004379、JP 2002/191974 A、WO 01/98246 A1、CN1802207A、CN101485991A等都对此方面研究进行了公开。

含钼和含钒催化剂的研究已经取得了较大进展，其能有效地催化丙烷或异丁烷氨氧化为相应的不饱和腈，但是在该催化剂工业化之前，仍需要进一步的发展和完善，目前，此种催化剂的预期产物的收率很低，同时催化剂生产的重复性也较差。

发明内容

本发明主要解决的是现有专利中丙烯腈或甲基丙烯腈选择性低、重复性差的问题，提供了一种选择性高、生产重复性好的氨氧化催化剂。

本发明采用的技术方案如下：

一种饱和烷烃氨氧化制取不饱和腈的催化剂，以SiO₂为载体，载体上担载的活性组分由下列通式表示：

Mo₁V_aSb_bNb_cM_dN_eO_n   (1)

其中：M为Cr、Ce、W、Mn、Fe中的至少一种或两种以上；

N为Ag、Cu、Cd、Re、Sm中的至少一种或两种以上；

a、b、c、d、e和n分别表示相对于钼(Mo)的钒(V)、锑(Sb)、铌(Nb)、M、N和氧(O)的原子比，

其中，

0.1≤a≤1.0，

0.1≤b≤1.0，

0.01≤c≤0.50，

0.0001≤d≤0.0020，

0≤e≤0.0020，

n为满足其它元素化合价所需的氧原子总数，载体的加入质量为催化剂质量的30～70%。

所述的式(1)中的M是Cr和Ce的一种或两种。

所述的式(1)中的N是Ag和Cu的一种或两种。

所述的式(1)中的a、b、c、d和e的取值范围可以优化为：

0.2≤a≤0.5，

0.2≤b≤0.5，

0.05≤c≤0.20，

0.0001≤d≤0.0010，

0.0001≤e≤0.0010，

所述的加入载体的质量为催化剂重量的40～60%。

所述的n的取值范围为3.3～9.0。

所述的催化剂主要应用于烷烃氨氧化制取不饱和腈的反应中。

催化剂采用共沉淀法制备。所需金属元素的原料为相应的水溶性盐或氧化物，原料溶解后制成混盐溶液，与载体混合后，旋蒸干燥或喷雾干燥，高温焙烧后得到催化剂，焙烧温度为600～700℃。

本发明所制备的催化剂在饱和烷烃氨氧化反应中，明显提高了不饱和腈的选择性，且催化剂合成的重复性较好。

具体实施方式

下面通过具体实施例对此饱和烃氨氧化制取不饱和腈催化剂的制备方法及应用予以进一步说明，但本发明并不因此受到任何限制。

实施例1

将7.4g(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O、1.2g NH₄VO₃和1.6g Sb₂O₃放入250mL烧杯，加入80mL去离子水，加热搅拌，形成蓝色悬浊液，为浆料-A。