[发明专利]一种异丁烯氧化合成甲基丙烯醛的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种异丁烯氧化合成甲基丙烯醛的催化剂及其制备方法，属于精细化工技术领域，具体步骤如下：将钼酸铵、硝酸铈及其他金属盐加入盛有水的容器中溶解成混合溶液；量取所需的氨水，并将去离子水加入氨水中，将氨水稀释成2～4倍；将混合溶液用恒温磁力搅拌器搅拌30～120min，在搅拌的过程中，将氨水稀释液逐滴加入混合溶液中；将悬浊液置于温度为80～90℃的旋转蒸发仪中旋蒸1～4h，蒸去多余水分；将浆液置于温度为80～120℃的烘箱中干燥3～18h；将催化剂半成品置于温度为400～800℃的马弗炉中焙烧4～12h，即得催化剂。本发明中的催化剂制备工艺简单，且制备的催化剂催化效率高，因此，该制备工艺适合在化工领域推广。

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域，尤其涉及一种异丁烯氧化合成甲基丙烯醛的催化剂及其制备方法。

背景技术

甲基丙烯酸甲酯传统生产方法是以丙酮和氢氰酸为原料的丙酮氰醇法，但该工艺使用高毒、高腐蚀性的氢氰酸和硫酸，副产大量硫酸氢氨，因此对生产设备要求苛刻并对环境产生较大压力。上世纪八十年代以后，日本触媒、三菱人造丝和旭化成公司相继开发出以混合C4馏分中异丁烯为原料制MMA生产工艺，由于该工艺环境污染小，产品成本低，很快成为目前全球第二大MMA生产工艺。近几年，英国LUCTIE公司开发出以乙烯、甲醇和CO为原料的MMA生产工艺，并于2007年在新加坡建立了工业装置。据该公司称：采用该工艺能够大幅度降低原料成本。但其技术成熟性和整体经济型有待进一步检验。

目前，几乎所有专利都涉及到Mo、Bi、Fe三类元素，它们是催化剂必不可少的组分；同时为了改进催化剂的活性和稳定性，人们通过在活性组分中加入多种过渡金属及稀土元素来改善催化剂的氧化还原能力，提高催化剂的使用寿命等，该类催化剂通常除上述三种主要元素以外往往要添加5～6种其它金属，长期以来该类催化剂在制备上非常复杂且重复性不好，因此，目前急需一种催化异丁烯选择氧化合成甲基丙烯醛的催化剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种催化效率高、制备工艺简单且重复性良好的异丁烯氧化合成甲基丙烯醛的催化剂及其制备方法。本发明通过滴加氨水将混合溶液中的金属离子全部沉淀下来，并将所得悬浊液进行干燥和焙烧来制备催化剂。

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于异丁烯氧化合成甲基丙烯醛的催化剂，所述催化剂选用二氧化铈为氧化载体，且催化剂的活性组分通式如下：Mo₂Bi_aFe_bX_cO_h，通式中a、b、c分别代表元素铋、铁和X的原子比率；a的范围为0.1～3.0；b的范围为0.05～6.5；c的范围为0.05～12.0；h为满足其它元素化合价所需的氧原子总数。

进一步地，所述X为选自钨、钒、镍及锰中的至少一种。

进一步地所述氧化载体的量为催化剂重量的5～40％。

本发明还提供了一种异丁烯氧化合成甲基丙烯醛的催化剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)将制备催化剂所需量的钼酸铵、硝酸铈及其他金属盐加入盛有水的容器中溶解成混合溶液；

(2)量取能将步骤(1)中所制备的混合溶液中金属离子全部沉淀下来所需的氨水，将去离子水加入氨水中，并将氨水稀释成2～4倍，即得氨水稀释液；

(3)将步骤(1)中所制备的混合溶液用恒温磁力搅拌器搅拌30～120min，在搅拌的过程中，将步骤(2)中所配制的氨水稀释液逐滴加入混合溶液中，即得悬浊液；

(4)将步骤(3)中所制备的悬浊液置于温度为80～90℃的旋转蒸发仪中旋蒸1～4h，蒸去多余水分，即得浆液；

(5)将步骤(4)中所制备的浆液置于温度为80～120℃的烘箱中干燥3～18h，即得催化剂半成品；