[发明专利]丙烯酸合成用催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种丙烯酸合成用催化剂，其包括具有通式Mo₁₂V_aO_g的棒状晶体的活性组分，其中a＝0.5～10.0。本发明还公开了该催化剂的制备方法，包括将含有V元素的含氧盐、选自Cu、W和Sb中一种或多种元素的含氧盐和Mo元素的含氧盐的分散液进行晶化的过程，本发明还公开了将该催化剂应用于丙烯酸合成中的方法，本发明的催化剂催化活性高、使用寿命更长、产物收率高。

技术领域

本发明属于丙烯酸合成方法的技术领域，具体涉及一种丙烯合成用催化剂、此丙烯合成用催化剂的制备方法和应用。

背景技术

丙烯酸及其酯的用途十分广泛，其中丙烯酸粗酸主要用于生产水溶性涂料和胶粘剂，高纯酸主要用于生产高吸水性树脂SAP。随着建筑、电子、汽车工业的发展，世界范围内丙烯酸需求和产能不断增加，特别是近年国内丙烯酸产能剧增，截至2018年国内产能已经从2000年的14万吨增长到300万吨。

目前工业上制丙烯酸较为通用的方法是丙烯的两步氧化法，其为在催化剂的作用下，将丙烯氧化为丙烯醛，再将丙烯醛氧化为丙烯酸。两步氧化法中常用的一类催化剂为金属复合氧化物催化剂，如钼-钒(Mo-V)复合氧化物、钼-铋(Mo-Bi)复合氧化物等，不同类型的金属复合氧化物催化剂的活性及获得丙烯酸的收率相差较大。

目前常用的制备上述金属复合氧化物催化剂的方法多采用将金属化合物制成溶液，再加入不溶性氧化物进行加热、蒸发，然后煅烧、粉碎和成型的过程，通过这些制备方法获得的催化剂通常缺少稳定的晶体形态，使用寿命较短，催化剂的转化率和选择性较低，产品的收率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中丙烯醛氧化合成丙烯酸的反应中所用催化剂使用寿命短，产物收率低，提供一种寿命长、丙烯酸收率高的催化剂。

本发明所要解决的技术问题之二是现有技术中的制备方法难以制得晶体形态均一、稳定，产品收率高的丙烯醛氧化合成丙烯酸用催化剂，提供一种可获得稳定的棒状晶体结构、使用寿命长、产品收率高的催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供采用上述技术问题之一所述催化剂的丙烯酸的合成方法。

为解决上述技术问题之一，本发明首先提供了如下的技术方案：

一种丙烯酸合成用催化剂，包括具有通式Mo₁₂V_aO_g的棒状晶体，其中，

a＝0.5～10.0；

g为由所述通式中除氧之外的元素的总化合价决定的数值。

上述方案中，Mo、V、和O分别表示元素钼、钒和氧，a和g表示它们各自的原子比。

相对于现有技术中常用的金属复合物催化剂，本发明中Mo₁₂V_aO_g在一定的制备条件下可获得稳定的棒状晶体结构，并且在长期反复的应用中，其结构可以保持稳定。在催化反应中，Mo₁₂V_aO_g棒状晶体具有较大的比表面积，同时又难以出现团聚的现象，因此相对于无定形或其他晶体形态的催化剂催化效率更高，使用寿命均更长。

在本发明的催化剂的一些具体实施方式中，所述Mo₁₂V_aO_g中a＝4。

在本发明的催化剂的一些具体实施方式中，所述棒状晶体的直径为0.1～5微米。

在本发明的催化剂的一些具体实施方式中，所述棒状晶体的长度为1～50微米。

在本发明的催化剂的一些具体实施方式中，所述棒状晶体的长径比为3～100。