一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法技术

本发明专利技术公开了一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，该方法包括：一、将活化气氛和烃类氧化VPO催化剂混合后进入反应管中；二、进入反应管中的活化气氛和烃类氧化VPO催化剂通过活化区进行活化，得到活化后的烃类氧化VPO催化剂和尾气；三、活化后的烃类氧化VPO催化剂和尾气排出后分离。本发明专利技术将烃类氧化VPO催化剂和活化气氛混合后从上到下连续匀速通过各个不同温度的活化区并同时进行活化，实现了烃类氧化VPO催化剂的连续活化，且连续活化过程稳定性好，不仅提高了烃类氧化VPO催化剂的活化处理能力，还保证了活化后烃类氧化VPO催化剂性能的均一性，简化了操作步骤，节约了活化成本。

An activation method of VPO catalyst for hydrocarbon oxidation

【技术实现步骤摘要】
一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法
本专利技术属于催化剂活化
，具体涉及一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法。
技术介绍
烃类选择氧化工艺在石油化工中占有极其重要的地位。据统计，采用催化过程生产的各类有机化学品中，催化选择氧化生产的产品约占25％。VPO体系孔道结构材料具有丰富的结构化学特点和优异的物化性能，在现代工业领域表现出良好的潜在应用价值，是国际先进材料研究的热点。在正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐反应中，VPO系催化剂(钒磷氧催化剂)经改性或负载后被认为是正丁烷选择氧化制顺丁烯二酸酐最为有效的工业催化剂。VPO系催化剂还可用于其他烃类的选择性氧化反应。活化过程是影响VPO催化剂活性和选择性的关键因素。近年来，科研人员一直致力于提高VPO催化剂的活性和选择性。申请公开号为CN106540728A的专利公开了一种由正丁烷氧化制顺酐时所使用VPO催化剂的活化方法。该方法将VPO催化剂放入固定床反应器中进行活化，在不同温度段采用不同活化气氛控制活化过程，得到一种活性较好的VPO催化剂。但是该方法催化剂活化过程属于间歇式，只能分批进行活化。由于活化过程不连续，会导致部分催化剂活化程度不够均匀。申请公开号为CN1037096A的专利提出了一种正丁烷制顺酐矾磷氧系催化剂的活化过程。该方法在固定床反应器中活化催化剂，VPO催化剂先与石英砂掺杂一起，经处理后按一定升温速率加热到一定温度，在适宜的气氛下将催化剂活化一定的时间，完成催化剂活化。采用这种方法活化的VPO催化剂有较好的催化活性能，石英砂的加入可以改善催化剂活化条件，但是该方法催化剂活化也属于间歇式，并且石英砂的加入在完成活化之后还需要对石英砂进行分离，这样就降低了催化剂活化处理能力。申请公开号为CN104549392A的专利公开了一种将沸腾床用于制备、后处理和活化VPO催化剂的方法。将催化剂制备原料一起加入沸腾床反应器中进行反应一段时间，然后加入浓磷酸继续反应，所得蓝色浆液后进行原位干燥和焙烧，继而通入活化气体进行活化处理，最终得到的VPO催化剂。该方法制备的VPO催化剂有较好的催化活性，但是“沸腾床”体系高成本偏高，并且催化剂活化也不是连续式进行。科研工作者已经做了大量的相关工作，但是如上所述，现有的VPO催化剂活化技术还存在以下不足：(1)催化剂活化过程不连续，不易操作；(2)每批次活化的催化剂性能会有差异；(3)催化剂活化处理能力较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法。该方法将烃类氧化VPO催化剂和活化气氛混合后从上到下连续匀速通过各个不同温度的活化区并同时进行活化，实现了烃类氧化VPO催化剂的连续活化，且连续活化过程稳定性好，不仅提高了烃类氧化VPO催化剂的活化处理能力，还保证了活化后烃类氧化VPO催化剂性能的均一性，简化了操作步骤，节约了活化成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将活化气氛和烃类氧化VPO催化剂分别通过进气口和进料机送入反应器中后在多个反应管的入口处混合，然后进入多个反应管中；步骤二、步骤一中所述进入多个反应管中的活化气氛和烃类氧化VPO催化剂由上至下依次匀速通过多个活化区并同时进行活化，得到活化后的烃类氧化VPO催化剂和尾气；所述多个活化区的温度从上至下逐渐增加；步骤三、步骤二中得到的活化后的烃类氧化VPO催化剂和尾气从多个反应管的出口排出后落入筛板中进行分离，尾气从出气口排出，活化后的烃类氧化VPO催化剂沿着筛板落入催化剂收集器中。上述的一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，步骤一中所述活化气氛为碳原子数小于5的气态烃、空气、一氧化碳、惰性气体和水蒸气中的一种或两种以上的混合气体，所述惰性气体为氮气、氩气、二氧化碳和氦气中的一种或两种以上的混合气体。当活化气氛由空气和碳原子数小于5的气态烃组成时，碳原子数小于5的气态烃的摩尔浓度优选为1％～2％；当活化气氛由水蒸气和空气组成时，水蒸气的摩尔浓度优选为10％～90％，进一步优选为40％～50％；当活化气氛由水蒸气和惰性气体组成时，惰性气体的摩尔浓度优选为10％～90％，进一步优选为50％～70％。上述的一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，步骤一中所述烃类氧化VPO催化剂由化合物V(M)aObHPO4·0.5H2O和载体组成，其中化合物V(M)aObHPO4·0.5H2O中的M为IA、IB、IIA、IIB、IIIA、IIIB、IVA、IVB、VA、VB、VIA、VIB和VIIIA族元素中的一种或两种以上元素，a＝0～0.2，b为满足式中各元素化合价所需氧元素的摩尔数比值；所述烃类氧化VPO催化剂中载体的质量百分数为0％～95％。上述的一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，所述载体为氧化铝、二氧化硅、二氧化钛或碳化硅。上述的一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，步骤一中所述烃类氧化VPO催化剂为空心圆柱状、条形、球形、圆柱形或三叶草形。上所述的一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，步骤一中所述活化气氛的通入空速为100h-1～3000h-1，烃类氧化VPO催化剂的单管进料速度为0.5kg·h-1～3kg·h-1。上述的一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，步骤一中所述活化气氛在送入反应器前以5℃/h～60℃/h的速率升温至200℃进行预热。上述的一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，步骤二中所述活化区的数量为3～30个，每个活化区单独控温，所述活化区的温度为200℃～440℃。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术将烃类氧化VPO催化剂和活化气氛混合后进入各个反应管中，然后从上到下连续匀速通过各个不同温度的活化区并同时进行活化，实现了烃类氧化VPO催化剂的连续活化，且连续活化过程稳定性好，不仅提高了烃类氧化VPO催化剂的活化处理能力，还保证了活化后烃类氧化VPO催化剂性能的均一性，简化了操作步骤，节约了活化成本。2、本专利技术的活化过程中由于各活化区的温度均可独立控制，并且可通过设置调节活化区的高度来控制不同的活化时间，保证了活化条件的稳定性，减少了不同批次活化得到的催化性性能之间的差异，易于实现批量化生产；另外，由于活化温度和时间可调节，可以根据不同的烃类氧化VPO催化剂制定不同的活化方法，提高了活化方法的精度，提高了本专利技术活化方法的适用范围。3、本专利技术直接以烃类氧化VPO催化剂和活化气氛为原料实现烃类氧化VPO催化剂的连续活化，无需加入辅助物料，大大提高了烃类氧化VPO催化剂的活化效率，减少了活化成本；后续工艺中只需采用物理方法对活化后的烃类氧化VPO催化剂和尾气进行一步固气分离，方法简单，容易操作，进一步提高烃类氧化VPO催化剂的活化效率，且对活化后的烃类氧化VPO催化剂的催化性能无不良影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤一、将活化气氛和烃类氧化VPO催化剂分别通过进气口(11)和进料机(14)送入反应器(1)中后在多个反应管(3)的入口处混合，然后进入多个反应管(3)中；/n步骤二、步骤一中所述进入多个反应管(3)中的活化气氛和烃类氧化VPO催化剂由上至下依次匀速通过多个活化区并同时进行活化，得到活化后的烃类氧化VPO催化剂和尾气；所述多个活化区的温度从上至下逐渐增加；/n步骤三、步骤二中得到的活化后的烃类氧化VPO催化剂和尾气从多个反应管(3)的出口排出后落入筛板(9)中进行分离，尾气从出气口(12)排出，活化后的烃类氧化VPO催化剂沿着筛板(9)落入催化剂收集器(10)中。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将活化气氛和烃类氧化VPO催化剂分别通过进气口(11)和进料机(14)送入反应器(1)中后在多个反应管(3)的入口处混合，然后进入多个反应管(3)中；
步骤二、步骤一中所述进入多个反应管(3)中的活化气氛和烃类氧化VPO催化剂由上至下依次匀速通过多个活化区并同时进行活化，得到活化后的烃类氧化VPO催化剂和尾气；所述多个活化区的温度从上至下逐渐增加；
步骤三、步骤二中得到的活化后的烃类氧化VPO催化剂和尾气从多个反应管(3)的出口排出后落入筛板(9)中进行分离，尾气从出气口(12)排出，活化后的烃类氧化VPO催化剂沿着筛板(9)落入催化剂收集器(10)中。


2.根据权利要求1所述的一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，步骤一中所述活化气氛为碳原子数小于5的气态烃、空气、一氧化碳、惰性气体和水蒸气中的一种或两种以上的混合气体，所述惰性气体为氮气、氩气、二氧化碳和氦气中的一种或两种以上的混合气体。


3.根据权利要求1所述的一种用于烃类氧化VPO催化剂的活化方法，其特征在于，步骤一中所述烃类氧化VPO催化剂由化合物V(M)aObHPO4·0.5H2O和载体组成，其中化合物V(M)aObHPO4·0.5H2O中的M为IA、...

【专利技术属性】
技术研发人员：任涛，李选志，曹晓玲，张睿，段超，
申请(专利权)人：西北化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61