[发明专利]一种用于生产不饱和羧酸的催化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种用于生产不饱和羧酸的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)用水溶解含Mo、P、V、Cu、As、W元素的水溶性化合物得到混合溶液，将溶液进行喷雾干燥得到杂多酸催化剂粉体A；

2)将催化剂粉体A与成型助剂混合，粉碎，粉碎后的粉体混合物B满足粒度分布为D50在2μm～20μm之间；

3)在离心造粒包衣机内，以乙醇水溶液为粘结剂，将粉碎后的粉体混合物B包覆于载体上，得到半成品C；

4)将半成品C焙烧得到成型催化剂D；

5)将成型催化剂D置于绝对湿度为0g/m³～7g/m³，优选2g/m³～7g/m³的环境下放置0.5h～12h，得到催化剂E。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中离心造粒包衣机的转速为150rpm～300rpm。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)焙烧在290℃～330℃、空气气氛下焙烧1h～10h，于110℃～130℃取出得到成型催化剂D。

4.如权利要求1-3中所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述成型助剂为微晶纤维素和保湿剂的混合物；保湿剂为溶于水或乙醇的高分子有机化合物，优选羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、阿拉伯树胶粉、山梨糖醇中的一种或多种；优选地，其中微晶纤维素相对于催化剂粉体A的质量分数为0％～5％，优选0.5％～3％保湿剂相对于催化剂粉体A的质量分数为1％～5％。

5.如权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)所述载体为直径3.5mm～4.5mm的多孔惰性瓷球，吸水率为10％～20％，堆密度为1～1.1g/cm³。

6.如权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)以质量浓度90％～100％的乙醇水溶液为粘结剂，所述粘结剂消耗量为载体质量的5％～30％，优选10％～20％。

7.如权利要求1～6中任一项所述的制备方法制得的催化剂，催化剂的组成具有如下通式：

(Mo₁₂P_aV_bCu_cAs_dW_eO_f·mH₂O):n载体

其中，a、b、c、d、e、f分别代表各元素的原子比例，a＝0.5～3；b＝0.1～2；c＝0.01～1；d＝0.01～2；e＝0.01～1；f为满足各元素化合价所需要氧的原子比率；m为杂多酸中的结晶水个数，m＝0.5～3；n为载体与杂多酸的质量比，n＝0.5～2。

8.如权利要求7所述的催化剂的用途，用于催化不饱和醛氧化制备不饱和羧酸，优选用于甲基丙烯醛催化氧化生成甲基丙烯酸。

9.如权利要求8所述的用途，其特征在于，反应条件为：反应温度280～360℃，反应压力为0.01～0.15MPa，原料混合气的体积空速为800～2000h^-1，混合气中甲基丙烯醛的摩尔浓度为3～8％，氧气与甲基丙烯醛的摩尔比为1～4:1，水蒸气与甲基丙烯醛的摩尔比为2～10:1，混合气中剩余气体为氮气。

10.如权利要求8或9所述的用途，其特征在于，在应用于甲基丙烯醛催化氧化生成甲基丙烯酸前，催化剂在反应器内120℃～200℃下，需经过氧化性气体吹扫4h～12h；氧化性气体为氧气和氮气的混合物，其中氧气占氧化性气体的体积比例为1％～50％，优选为5％～25％。