[发明专利]一种催化异丁烯或叔丁醇制备2-甲基丙烯醛的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种催化异丁烯或叔丁醇制备2‑甲基丙烯醛的催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂具有如下结构通式：Mo_aV_bBi_cCo_dAg_eX_fY_gO_h/Z，其中，X为Rb、Cs中的任意一种；Y为Fe、Mn、Sb、Sn、Ni、Nb中的任意一种；a、b、c、d、e、f、g、h分别为Mo、V、Bi、Co、Ag、X、Y、O元素在所述催化剂中的原子数，且a的取值为12，b的取值为4‑5，c的取值为2‑3，d的取值为3‑5，e的取值为1‑2，f的取值为1‑2，g的取值为2‑3，h为满足其他元素氧化态所需的氧原子数；Z为钛硅分子筛。所述催化剂在180‑200℃下即可进行催化反应，反应条件更加温和。

技术领域

本发明属于催化异丁烯或叔丁醇制备2-甲基丙烯醛技术领域，具体涉及一种催化异丁烯或叔丁醇制备2-甲基丙烯醛的催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

长期以来，炼厂副产的异丁烯主要用于生产甲基叔丁基醚（MTBE），异丁烯生产甲基叔丁基醚不仅方法便捷、工艺简单，而且经济效益可观。但是，现在，国家提倡使用车用乙醇汽油，这就意味着炼厂不再生产车用汽油产品，转为生产车用乙醇汽油调和组分油(GB22030—2017)。由于乙醇汽油标准（GB18351—2017）为强制标准，要求乙醇汽油中除乙醇外的其他含氧化合物不得超过0.5%，且不得人为添加。这就意味着MTBE等将不能继续作为汽油高辛烷值调和组分使用。据了解，我国目前有180多套MTBE生产装置，年产能约为1700万吨，随着车用乙醇汽油的推广使用，大量生产MTBE所用异丁烯将面临需要高附加值转化的窘境。

所以，提高MTBE所用异丁烯的高附加值转化将具有重大意义。现有技术中，有通过催化异丁烯或叔丁醇的氧化来制备2-甲基丙烯醛，但是该反应中所用的催化剂，在催化氧化反应时，反应温度较高，一般在800-900℃，较低的也在390℃左右，若能降低反应温度，一方面能提高操作安全性，另一方面还将会降低该反应成本。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种催化异丁烯或叔丁醇制备2-甲基丙烯醛的催化剂及其制备方法，同时还提供所述催化剂用于制备2-甲基丙烯醛的应用，在用于制备2-甲基丙烯醛时，反应条件温和，反应温度能降低至180℃左右。

一种催化异丁烯或叔丁醇制备2-甲基丙烯醛的催化剂，所述催化剂具有如下结构通式：Mo_aV_bBi_cCo_dAg_eX_fY_gO_h/Z，

其中，X为Rb、Cs中的任意一种；

Y为Fe、Mn、Sb、Sn、Ni、Nb中的任意一种；

a、b、c、d、e、f、g、h分别为Mo、V、Bi、Co、Ag、X、Y、O元素在所述催化剂中的原子数，且a的取值为12，b的取值范围为4-5，c的取值范围2-3，d的取值范围为3-5，e的取值范围为1-2，f的取值范围为1-2，g的取值范围为2-3，h为满足其他元素氧化态所需的氧原子数；

Z为钛硅分子筛；优选地， Z为钛硅分子筛TS-1。

所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将钼酸铵、偏钒酸铵溶于70-80℃的水中，然后向其中加入钛硅分子筛TS-1，超声处理1.5-2h，形成配料Ⅰ；

（2）将硝酸铋、硝酸钴、硝酸银及X、Y的金属盐或者氧化物溶于10 wt %的稀硝酸中，形成配料Ⅱ；

（3）在搅拌条件下，将配料Ⅱ加入到配料Ⅰ中，在70-90℃下静置36-72h，过滤、洗涤、烘干、焙烧，得到所述催化异丁烯或叔丁醇制备2-甲基丙烯醛的催化剂。