用于烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化的催化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制备用于烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化的催化剂的方法，所述催化剂是含有钼、钒、铌和任选的碲的混合金属氧化物催化剂，其中所述方法包含：a)制备含有钼、钒、铌和任选的碲的催化剂前体；b)任选地在高温下使步骤a)中获得的所述催化剂前体与氧气和/或惰性气体接触；c)在高温下使步骤a)或步骤b)中获得的所述催化剂前体与包含氨和水的气体混合物接触，所述气体混合物进一步包含氧气和/或惰性气体；以及d)任选地在高温下使步骤c)中获得的所述催化剂前体与惰性气体接触。此外，本发明专利技术涉及一种通过所述方法可获得的催化剂，并且涉及一种氧化脱氢含有2至6个碳原子的烷烃和/或氧化含有2至6个碳原子的烯烃的方法，其中使用所述催化剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化的催化剂
本专利技术涉及一种用于制备用于烷烃氧化脱氢(氧化去氢；ODH)和/或烯烃氧化的催化剂的方法，涉及通过此类方法可获得的催化剂，并涉及使用此类催化剂的烷烃ODH和/或烯烃氧化方法。
技术介绍
已知在氧化脱氢(氧化去氢；ODH)方法中将烷烃，如含有2至6个碳原子的烷烃，例如乙烷或丙烷氧化脱氢，分别产生乙烯和丙烯。烷烃ODH方法，包括催化剂和其它方法条件的实例，例如公开在US7091377、WO2003064035、US20040147393、WO2010096909和US20100256432中。含有钼(Mo)、钒(V)、铌(Nb)和任选的碲(Te)作为金属的混合金属氧化物催化剂可以用作此类氧化去氢催化剂。此类催化剂也可用于将烯烃直接氧化成羧酸，如氧化含有2至6个碳原子的烯烃，例如乙烯或丙烯，分别产生乙酸和丙烯酸。此外，WO2013164418公开了一种用于制备用于烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化的催化剂的方法，所述催化剂是含有钼、钒和铌的混合金属氧化物催化剂，其中所述方法包含：a)制备含有钼、钒和铌的催化剂；b)在高温下使所述催化剂与氧气接触，获得含有钼、钒和铌的混合金属氧化物催化剂；以及c)在高温下使所述催化剂与包含惰性气体和氧气的气体混合物接触，其中按所述气体混合物的总体积计，氧气的量为按体积计百万分之10至小于百万分之10,000(ppmv)。在所述WO2013164418的实例中，所述步骤b)包含在275℃的静态空气中煅烧，并且所述步骤c)包含在600℃的氮气流中煅烧，所述氮气流额外含有变化量的氧气。本专利技术的目的是提供一种含有Mo、V、Nb和任选的Te的混合金属氧化物催化剂，其在氧化脱氢含有2至6个碳原子的烷烃，例如乙烷或丙烷，和/或氧化含有2至6个碳原子的烯烃，例如乙烯或丙烯中具有相对高的活性和/或相对高的选择性。
技术实现思路
出人意料地发现，借助于其中在高温下使催化剂前体与包含氨和水的气体混合物(所述气体混合物进一步包含氧气和/或惰性气体)接触的方法，可以获得在上述氧化脱氢方法和/或上述氧化方法中具有相对高的活性和/或相对高的选择性的含有Mo、V、Nb和任选的Te的混合金属氧化物催化剂。因此，本专利技术涉及一种用于制备用于烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化的催化剂的方法，所述催化剂是含有钼、钒、铌和任选的碲的混合金属氧化物催化剂，其中所述方法包含：a)制备含有钼、钒、铌和任选的碲的催化剂前体；b)任选地在高温下使步骤a)中获得的所述催化剂前体与氧气和/或惰性气体接触；c)在高温下使步骤a)或步骤b)中获得的所述催化剂前体与包含氨和水的气体混合物接触，所述气体混合物进一步包含氧气和/或惰性气体；以及d)任选地在高温下使步骤c)中获得的所述催化剂前体与惰性气体接触。此外，本专利技术涉及一种通过上述方法可获得的催化剂。此外，本专利技术涉及一种氧化脱氢含有2至6个碳原子的烷烃和/或氧化含有2至6个碳原子的烯烃的方法，其中使用通过上述方法获得或可获得的催化剂。具体实施方式本专利技术的方法包含步骤a)、b)、c)和d)，其中步骤b)和d)是任选的，如下文所述。所述方法可包含在步骤a)与b)之间、在步骤b)与c)之间以及在步骤c)与d)之间的一个或多个中间步骤。另外，所述方法可包含在步骤a)之前和/或步骤d)之后的一个或多个额外步骤。虽然本专利技术的方法和所述方法中使用的气体混合物或气流分别以“包含”、“含有”或“包括”一个或多个各种描述的步骤和组分来描述，但其也可以分别“基本上由”或者“由”所述一个或多个各种描述的步骤和组分“组成”。在本专利技术的上下文中，在气体混合物或气流或催化剂包含两种或更多种组分的情况下，分别以总量不超过100体积％或100重量％来选择这些组分。此外，在针对性质引用上限和下限的情况下，则还暗示由上限中的任一个与下限中的任一个的组合限定的值的范围。在本专利技术的催化剂制备方法的步骤c)中，在高温下使步骤a)或步骤b)中获得的催化剂前体与包含氨(NH3)和水(H2O)的气体混合物接触，所述气体混合物进一步包含氧气(O2)和/或惰性气体。出人意料地发现，在包含氧气和/或惰性气体的所述气体混合物中存在氨和水有利地使得最终催化剂在烷烃氧化脱氢和烯烃氧化中具有更高的活性。按气体混合物的总体积计，优选地，步骤c)中的气体混合物包含0.01至10体积％，更优选地0.01至5体积％，更优选地0.05至2体积％，最优选地0.05至1.0体积％的氨。此外，按气体混合物的总体积计，优选地，步骤c)中的气体混合物包含1至50体积％，更优选地1至30体积％，更优选地3至20体积％，最优选地5至18体积％的水。更进一步，按气体混合物的总体积计，优选地，步骤c)中的气体混合物包含5至50体积％，更优选地5至40体积％，更优选地5至30体积％，更优选地5至25体积％，更优选地10至21体积％，最优选地15至21体积％的氧气。在步骤c)中，可以以多种方式提供包含氨和水并且进一步包含氧气和/或惰性气体的气体混合物。可使步骤a)或步骤b)中获得的催化剂前体与包含氧气和/或惰性气体的气流接触，在催化剂前体与气流接触之前向所述气流中添加氨和水。此外，可使步骤a)或步骤b)中获得的催化剂前体与包含氨和水以及氧气和/或惰性气体中的一种或多种的多气体流接触。更进一步，可使步骤a)或步骤b)中获得的催化剂前体与包含氧气和/或惰性气体的气体混合物接触，并在步骤c)中使其经受高温，从而释放氨和水，从而产生包含氨和水以及氧气和/或惰性气体的气体混合物。如果在后一种情况下，气体混合物是气流，优选地将所得的包含氨和水以及氧气和/或惰性气体的气流再循环，以使其再次与前体接触。或者，在后一种情况下，可将(i)包含氧气和/或惰性气体的气体混合物和(ii)步骤a)或步骤b)中获得的催化剂前体并流进料到连续操作的煅烧单元并使其在所述高温下彼此接触。此外，在后一种情况下，优选地在步骤a)中，使用可在加热时释放出氨的金属盐，如下文进一步所述的铵金属盐来制备催化剂前体。更进一步，在这种情况下，水可为催化剂前体中的任何结晶水，其可在加热时释放。或者，在使步骤a)或步骤b)中获得的催化剂前体与包含氧气和/或惰性气体的气流接触之前，可将所述催化剂前体用氨和水或用氨和水释放剂处理，例如浸渍。可以氨水溶液的形式提供氨和水。此外，所述氨和水释放剂可为碳酸铵的水溶液。已经用此类碳酸铵溶液处理过，例如浸渍过的催化剂前体在高温下加热时会产生氨和水。除了氨和水之外，步骤c)中的气体混合物包含氧气和/或惰性气体。所述惰性气体可选自由稀有气体、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)组成的群组，优选地选自由稀有气体和氮气(N2)组成的群组。更优选地，惰性气体是氮气或氩气，更优选地氮气。任选地，按包含惰性气体和氧气的气体混合物的总体积计，步骤c)中的惰性气体可包含量为按体积计小于百万分之10,000(ppmv)的氧气。氧气的量可为10至小于10,00本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备用于烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化的催化剂的方法，所述催化剂是含有钼、钒、铌和任选的碲的混合金属氧化物催化剂，其中所述方法包含：/na)制备含有钼、钒、铌和任选的碲的催化剂前体；/nb)任选地在高温下使步骤a)中获得的所述催化剂前体与氧气和/或惰性气体接触；/nc)在高温下使步骤a)或步骤b)中获得的所述催化剂前体与包含氨和水的气体混合物接触，所述气体混合物进一步包含氧气和/或惰性气体；以及/nd)任选地在高温下使步骤c)中获得的所述催化剂前体与惰性气体接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181018 EP 18201198.11.一种用于制备用于烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化的催化剂的方法，所述催化剂是含有钼、钒、铌和任选的碲的混合金属氧化物催化剂，其中所述方法包含：
a)制备含有钼、钒、铌和任选的碲的催化剂前体；
b)任选地在高温下使步骤a)中获得的所述催化剂前体与氧气和/或惰性气体接触；
c)在高温下使步骤a)或步骤b)中获得的所述催化剂前体与包含氨和水的气体混合物接触，所述气体混合物进一步包含氧气和/或惰性气体；以及
d)任选地在高温下使步骤c)中获得的所述催化剂前体与惰性气体接触。


2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤b)中，所述温度为120至500℃，优选地120至400℃，更优选地150至375℃，最优选地150至350℃。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤c)中，所述温度为120至900℃，或150至700℃，优选地120至500℃，更优选地120至400℃，更优选地150至375℃，最优选地150至350℃。

【专利技术属性】
技术研发人员：E·R·斯托贝，H·A·克利杰恩，M·E·范埃斯霍根斯蒂杰恩，J·J·伯格斯洛特，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL