[发明专利]丁烯的氧化脱氢催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及丁烯的氧化脱氢用催化剂及其制备方法。由于在催化剂表面上存在大量用作反应活性相的Mo‑Bi相，因此根据本发明的丁烯的氧化脱氢的催化剂可以在丁烯的氧化脱氢反应中显示出高催化活性、高转化率和高丁二烯选择性。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0160634号的申请日权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及丁烯的氧化脱氢催化剂及其制备方法。

背景技术

1,3-丁二烯，一种无色无味的可燃气体，是一种在施加压力时易于液化，易燃的材料，其是用作各种石油化工产品原料(例如，合成橡胶，如丁苯橡胶(SBR)、聚丁二烯橡胶(BR)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶(ABS))的非常重要的基础材料。

作为制备1,3-丁二烯的方法，广泛地有石脑油裂化、丁烯的直接脱氢或丁烯的氧化脱氢。

在上述方法中，石脑油裂化占市场上供应的1,3-丁二烯的90％以上，并且以从基础油中选择性提取1,3-丁二烯的方式进行，所述基础油在用于生产乙烯的蒸汽裂化工艺中从裂化器中产生。

但是，由于蒸汽裂化工艺的主要目的是用于生产除1,3-丁二烯以外的其他基础油，例如乙烯，因此其对生产1,3-丁二烯并不有利，而且由于反应温度高而需要消耗大量能源。

因此，通过从C4混合物中的丁烯中除去氢来获得1,3-丁二烯的脱氢受到关注，该C4混合物是在蒸汽裂化工艺中提取所有有用的基础油后留下的。

丁烯的脱氢包括直接脱氢反应和氧化脱氢反应。在这种情况下，上述反应可用于生产正丁烯(正丁烯，1-丁烯)或(顺式，反式)-2-丁烯。

由于丁烯的直接脱氢是通过从丁烯中除去氢而获得1,3-丁二烯的反应并且是高度吸热的反应，因此在热力学上是不利的。因此，需要高温反应条件，并且即使通过升高温度来提高转化率，仍存在随着温度升高副反应增加，由此得到1,3-丁二烯的收率降低的问题。

由于丁烯的氧化脱氢是正丁烯与氧反应生成1,3-丁二烯和水的反应，是不同于直接脱氢的放热反应，因此在热力学上是非常有利的。因此，与直接脱氢相比，即使在相对低的反应温度下也可以以高收率获得1,3-丁二烯。

目前已知的用于丁烯的氧化脱氢的催化剂包括基于铁氧体的催化剂、基于锡的催化剂、基于铋-钼的催化剂等。

在上述催化剂中，基于铋-钼的催化剂包括仅由铋和钼金属氧化物组成的铋-钼催化剂和其中在铋和钼的基础上添加各种金属成分的多组分铋-钼催化剂。

通过使包括铋的多种金属的硝酸盐前体与钼酸铵水溶液共沉淀来生产所述多组分铋-钼催化剂。然而，当通过常规的共沉淀法制备具有复杂组成的多组分铋-钼催化剂时，难以有效地形成催化活性相。

因此，需要有效地合成能够在相对低温的反应条件下表现出高催化活性的丁烯的氧化脱氢催化剂的方法。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种能够在相对低温的反应条件下表现出高催化活性的丁烯的氧化脱氢催化剂。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述丁烯的氧化脱氢催化剂的方法。

技术方案

本发明的一个方面，提供了一种丁烯的氧化脱氢催化剂，其由以下组成式1表示：

其中，基于通过XPS(X射线光电子能谱)测定的催化剂的表面组成的分析结果，铋(Bi)的摩尔含量(原子比，％)高于钴(Co)的摩尔含量。

[组成式1]