耐磨損混合金屬氧化物氨氧化催化劑制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及可用于選自丙烯、異丁烯或其混合物的烯烴向丙烯腈、甲基丙烯腈及其混合物的轉(zhuǎn)化的催化劑組合物。所述催化劑組合物包括含有鉍、鉬、鐵、鈰及其他助催化劑的金屬氧化物的復(fù)合物，其中所述組合物中鈰與鐵的比率大于或等于0.8并且小于或等于5。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及在不飽和烴向相應(yīng)的不飽和腈的氨氧化中使用的耐磨損催化劑。具體 而言，本專(zhuān)利技術(shù)涉及在丙烯和/或異丁烯分別向丙烯腈和/或甲基丙烯腈的氨氧化中使用的改良的催化劑組合物。
技術(shù)介紹
用適合的元素助催化的含鐵、鉍和鑰氧化物的催化劑久已用于在氨和氧(通常以空氣的形式)存在下、在升高的溫度下轉(zhuǎn)化丙烯和/或異丁烯以制造丙烯腈和/或甲基丙烯腈。具體地，英國(guó)專(zhuān)利 1436475，美國(guó)專(zhuān)利 4，766，232,4, 377，534,4, 040，978,4, 168，246、5，223，469和4，863，891各自涉及可以用II族元素助催化以產(chǎn)生丙烯腈的鉍-鑰-鐵催化劑。另外，美國(guó)專(zhuān)利5，093，299,5212, 137,5, 658，842和5，834，394涉及表現(xiàn)出丙烯腈高收率的受到鉍-鑰助催化的催化劑。本專(zhuān)利技術(shù)部分涉及用鈰助催化的耐磨損負(fù)載型鉍-鑰-鐵催化劑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，控制這些鐵和鈰的相對(duì)量將影響所述催化劑的硬度。現(xiàn)有技術(shù)的催化劑的特征經(jīng)常為Ce與Fe的比率低(例如小于約O. 7)，這趨向于產(chǎn)生即便與載體材料相結(jié)合后也是較軟的不太耐磨損的催化劑，。專(zhuān)利技術(shù)概述本專(zhuān)利技術(shù)涉及用于丙烯和/或異丁烯氨氧化的耐磨損混合金屬氧化物催化劑。在一種實(shí)施方式中，本專(zhuān)利技術(shù)涉及包含金屬氧化物的復(fù)合物的催化劑組合物，其中在所述催化劑中元素的相對(duì)比率由下式表示Mo12 Bia Feb Ac Dd Ee Ff Gg Ceh Ox其中A是選自鈉、鉀、銣和銫的至少一種元素；和D是選自鎳、鈷、錳、鋅、鎂、鈣、鍶、鎘和鋇的至少一種元素；E是選自鉻、鎢、硼、鋁、鎵、銦、磷、砷、銻、釩和碲的至少一種元素；F是選自稀土元素、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭、鋁、鎵、銦、鉈、硅、鍺和鉛的至少一種元素；G是選自銀、金、釕、銠、鈀、鋨、銥、鉬和汞的至少一種元素；以及a、b、C、d、e、f、g、h 和 η 分別是秘(Bi)、鐵(Fe)、A、D、Ε、F、鋪(Ce)和氧(O)相對(duì)于12個(gè)鑰(Mo)原子的原子比，其中a 為 O. 05 至 7，b 為 O. I 至 7，c 為 O. 01 至 5，d 為 O. I 至 12，e 為 O 至 5，f 為 O 至 5， g 為 O 至 O. 2，h 為 O. 01 至 5，以及η是滿足存在的其他組成元素的原子價(jià)要求所需的氧原子的數(shù)目；其中O. 8 < h/b ( 5，并且其中所述催化劑組合物包含選自二氧化硅、氧化鋁、鋯、二氧化鈦或其混合物的載體，并且其中所述載體占所述催化劑組合物的重量的30%至70%。本專(zhuān)利技術(shù)還涉及將選自丙烯和異丁烯或其混合物的烯烴轉(zhuǎn)化為丙烯腈和/或甲基丙烯腈及其他副產(chǎn)物腈(即具有官能團(tuán)“-CN”的化合物，例如乙腈和氰化氫)和其混合物的方法，所述方法在升高的溫度和壓力下，在蒸氣相中使所述烯烴與含分子氧的氣體和氨在如前一段落所述的混合金屬氧化物催化劑的存在下進(jìn)行反應(yīng)來(lái)進(jìn)行。附圖說(shuō)明圖I是關(guān)于丙烯腈催化劑發(fā)展的歷史趨勢(shì)的圖，X軸顯示丙烯腈收率，y軸顯示氰化氫收率。該圖示出了隨時(shí)間，丙烯腈收率提高，相應(yīng)的氰化氫收率降低。本專(zhuān)利技術(shù)的催化劑并不順從這種歷史趨勢(shì)。本專(zhuān)利技術(shù)的催化劑提供了丙烯腈收率增加，但沒(méi)有像歷史趨勢(shì)中所見(jiàn)的那樣明顯降低氰化氫的收率。圖2是在本專(zhuān)利技術(shù)范圍內(nèi)的催化劑的XRD衍射圖形或XRD衍射圖。該衍射圖示出了在2 Θ角28±0. 3度內(nèi)的強(qiáng)X射線衍射峰(強(qiáng)度被定義為“X”)和在2 Θ角26. 5±O. 3度內(nèi)的強(qiáng)X射線衍射峰(強(qiáng)度被定義為“Y”)。X/Y的比率是O. 97。圖3是所述催化劑中耐磨損性對(duì)Ce/Fe比率的圖。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有本文中描述的組成并且Ce/Fe比率大于或等于O. 8并小于或等于5的催化劑趨向于更強(qiáng)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)沉沒(méi)式射流磨損試驗(yàn)測(cè)定，它們的磨損損失較低。專(zhuān)利技術(shù)詳述本專(zhuān)利技術(shù)是包含獨(dú)特的助催化劑組合和比率的新型催化劑，在丙烯、異丁烯或其混合物分別被催化氨氧化為丙烯腈、甲基丙烯腈及其混合物中提供了更好的性能。催化劑本專(zhuān)利技術(shù)部分涉及多組分混合金屬氧化物氨氧化催化劑組合物，其包含催化氧化物的復(fù)合物，其中所述催化劑組合物中的元素和元素的相對(duì)比率由下式表示Mo12 Bia Feb Ac Dd Ee Ff Gg Ceh Ox其中A是選自鈉、鉀、銣和銫的至少一種元素；以及D是選自鎳、鈷、錳、鋅、鎂、鈣、鍶、鎘和鋇的至少一種元素；E是選自鉻、鎢、硼、鋁、鎵、銦、磷、砷、銻、釩和碲的至少一種元素；F是選自稀土元素、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭、鉈、硅、鍺和鉛的至少一種元素；G是選自銀、金、釕、銠、鈀、鋨、銥、鉬和汞的至少一種元素；以及a、b、C、d、e、f、g、h 和 η 分別是秘(Bi)、鐵(Fe)、A、D、Ε、F、鋪(Ce)和氧(O)相對(duì)于12個(gè)鑰(Mo)原子的原子比，其中a 為 O. 05 至 7，b 為 O. I 至 7，c 為 O. 01 至 5， d 為 O. I 至 12，e 為 O 至 5，f 為 O 至 5，g 為 O 至 O. 2，h 為 O. 01 至 5，以及η是滿足存在的其他組成元素的原子價(jià)要求所需的氧原子的數(shù)目。在上面描述的催化劑組合物的一種實(shí)施方式中，O. 15^ (a+h)/d^ I。在上面描述的催化劑組合物的另一種實(shí)施方式中，O. 8 ^ h/b ^ 5。在又一種實(shí)施方式中，上述的催化劑組合物的X-射線衍射圖形在2 Θ角28 ± O. 3度和2 Θ角26. 5 ± O. 3度處具有X-射線衍射峰，并且如果在2 Θ角28±0. 3度內(nèi)的最強(qiáng)X-射線衍射峰的強(qiáng)度與在2 Θ角26. 5±0. 3度內(nèi)的最強(qiáng)X-射線衍射峰的強(qiáng)度的比率被定義為X/Y的話，則X/Y大于或等于O. 7。在上述的催化劑組合物的其他獨(dú)立實(shí)施方式中0. 2 ( (a+h) /d ^ 0.6 ；0. 3 ^ (a+h) /d ^ O. 5 ；I彡h/b彡3 ;1. 5彡h/b彡2 ;X/Y大于或等于O. 8 ;和/或Χ/Υ大于或等于O. 9。在所述實(shí)施方式中，(其中O. 8彡h/b ( 5)，“h/b”代表催化劑中鈰與鐵的比率，并且對(duì)任何催化劑配方而言，該比率僅僅是鈰的摩爾數(shù)(如式中鈰的下標(biāo)所表示的)除以鐵的摩爾數(shù)(如式中鐵的下標(biāo)所表示的)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上式描述的催化劑其中O. 8 < h/b < 5時(shí)趨向于更強(qiáng)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)沉沒(méi)式射流磨損試驗(yàn)測(cè)定，它們的磨損損失較低。在所述實(shí)施方式中，其特征在于上述的催化劑組合物的X-射線衍射圖形在2 Θ角28±O. 3度和2 Θ角26. 5±0.3度處具有X-射線衍射峰，并且如果在2 Θ角28±0. 3度內(nèi)的最強(qiáng)X-射線衍射峰的強(qiáng)度與在2 Θ角26. 5±0. 3度內(nèi)的最強(qiáng)X-射線衍射峰的強(qiáng)度的比率被定義為X/Y的話，則X/Y大于或等于O. 7，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這樣的催化劑為丙烯和/或異丁烯氨氧化為腈(即具有官能團(tuán)“-CN”的化合物，例如丙烯腈、甲基丙烯腈、乙腈和氰化氫)提供了更高的總體轉(zhuǎn)化率。在本文中使用時(shí)，“催化劑組合物”和“催化劑”是同義的并可互換使用。在本文中使用時(shí)，“稀土元素”是指鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、鈧和釔中的至少一種。在本文中使用時(shí)，“2Θ ”與“2theta”同義。可以使用負(fù)載型或無(wú)負(fù)載型的本專(zhuān)利技術(shù)催化劑(即催化劑可以包含載體)。適合的載體本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：詹姆斯·F·布雷茲迪爾，馬克·A·托夫特，邁克爾·J·西利，查爾斯·J·貝塞克爾，羅伯特·A·戈斯塔菲羅，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：伊內(nèi)奧斯美國(guó)公司，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：