一种氨氧化合成氢氰酸的催化剂、催化剂制备方法和氢氰酸的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种氨氧化合成氢氰酸的催化剂、催化剂制备方法和氢氰酸的制备方法，催化剂的活性成分的表达式为Ti

【技术实现步骤摘要】
一种氨氧化合成氢氰酸的催化剂、催化剂制备方法和氢氰酸的制备方法


[0001]本专利技术涉及化工
，具体而言，涉及一种氨氧化合成氢氰酸的催化剂、催化剂制备方法和氢氰酸的制备方法。

技术介绍

[0002]氢氰酸，是一种剧毒化学品，其化学性质活泼，可与烯烃、炔烃、芳烃、铵盐、有机醇酸、卤族化合物等发生氰化、加成、亲电取代和卤化反应等，用于制造尼龙66、甘氨酸、丙烯腈、己二腈等精细化工品。
[0003]由于氢氰酸的需求量越来越大，因此，更需要一种高效、安全、节能的生产氢氰酸的方式。
[0004]目前，合成氢氰酸的生产方法主要由直接合成法和丙烯腈副产物法两种渠道，其中丙烯腈副产物合成氢氰酸的方法成本较低，比较经济，但是副产物氢氰酸仅占主产品的十分之一，产量较低，远远不能满足市场的需要。直接合成法包括安氏法、BMA法、轻油裂解法和甲醇氨氧化法，其中安氏法、BMA法和轻油裂解法均是以天然气或石油为原料，需要在高温下进行，而我国是一个天然气资源短缺，煤炭资源丰富的国家，而以煤化工为源头的甲醇氨氧化法则成为制备氢氰酸的又一途径。
[0005]甲醇氨氧化法制备氢氰酸的生产过程，需要在催化剂的催化作用下进行，目前已经开发的催化剂主要有Mo系、Sb系、Mn系和B
‑
P氧化物四类，在实际应用中，现有催化剂的应用并不理想，一方面由于长时间的生产催化剂活性和强度会逐渐降低，导致氢氰酸的生产产率也会降低；另一方面由于氨的燃烧分解活性高，燃烧热会导致催化剂局部过热，反应的温度难以控制，不能够实现安全生产。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种氨氧化合成氢氰酸的催化剂，此催化剂持久耐用活性稳定，还能够抑制氨的燃烧分解，防止催化剂局部过热，使反应温度稳定可控。
[0007]为达到上述目的，本专利技术一方面提供了一种氨氧化合成氢氰酸的催化剂，其活性成分的表达式为Ti
(a)
V
(b)
Sb
(c)
P
(d)
Nb
(e)
R
(f)
S
(g)
O
(h)
，活性成分支撑在多孔无机载体上，其中，
[0008]R为Fe、Cu、Mo和W中的一种或多种；
[0009]S为Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或多种；
[0010]a
‑
h代表元素的原子比，a＝100，b＝0.05
‑
15，c＝1
‑
10，d＝0
‑
10，e＝0.01
‑
0.15，f＝0
‑
5，g＝0
‑
3，h为上述元素结合形成的氧化物所对应的氧原子数。优选地，b＝1
‑
10，c＝3
‑
8，d＝1
‑
5，e＝0.03
‑
0.1，f＝1
‑
3，g＝1
‑
2。
[0011]值得一体的是，在本专利技术中，V组分的起始原料为三氧化钒、钒酸、仲钒酸铵、偏钒酸铵和卤化钒中的一种或多种；Sb组分的起始原料为三氧化二锑、四氧化二锑、五氧化二锑和硝酸锑中的一种或多种；P组分的其实原料为五氧化二磷、正磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二
铵和磷酸三铵中的一种或者多种；Fe和Cu组分的起始原料为它们的氧化物、氢氧化物、硝酸盐或氯化物；其他组分的起始原料为它们的硝酸盐、氯化物或氧化物。
[0012]进一步地，在本专利技术中，多孔无机载体为SiC、Al2O3和SiO2中的一种或多种，其中SiC的质量占载体总质量的50
‑
80％，Al2O3的质量占载体总质量的0
‑
3％，SiO2的质量占载体总质量的5
‑
50％，多孔无机载体的质量占催化剂总质量的1
‑
20％。优选地，多孔无机惰性载体的质量占催化剂总质量的3
‑
10％。
[0013]本专利技术的另一方面提供了上述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0014]S1.1、多孔锐钛矿二氧化钛的制备；
[0015]S1.2、催化剂浆液的制备；
[0016]S1.3、将催化剂浆液附着在多孔无机载体上。
[0017]进一步地，在步骤S1.1中，制得的多孔锐钛矿二氧化钛的平均直径为0.4
‑
0.7微米，比表面积为10
‑
60m3/g。优选地，多孔锐钛矿二氧化钛的平均直径为0.45
‑
0.6微米，比表面积为15
‑
40m3/g。
[0018]进一步地，在步骤S1.3中，将催化剂附着在多孔无机载体上的过程如下：将催化剂浆液喷射于预先预热到150
‑
250℃的多孔无机载体上，颗粒物质在空气气流或惰性气流下，温度为250
‑
850℃下，煅烧2
‑
10小时。优选地，颗粒物质在温度为550
‑
850℃下，煅烧2
‑
10小时。
[0019]进一步地，在本专利技术中，每100mL容量的多孔无机载体附着1
‑
30g催化剂。优选地，每100mL容量的多孔无机载体附着13
‑
15g催化剂。
[0020]本专利技术的另一方面提供一种氢氰酸制备的方法，通过上述催化剂实现，包括以下步骤：
[0021]S2.1、向浸入盐浴的反应管内填充上述催化剂；
[0022]S2.2、调节盐浴温度在280
‑
400℃；
[0023]S2.3、向反应管内通入甲醇、氨和空气的混合气体得到氢氰酸。
[0024]进一步地，在步骤S2.3中，混合气体进入反应管之前先预热至100
‑
150℃。
[0025]进一步地，在步骤S2.3中，混合气体中氧气与甲醇的摩尔比为0.5：1
‑
15：1，甲醇与氨的摩尔比为0.5：1
‑
3：1。优选地，混合气体中氧气与甲醇的摩尔比为1：1
‑
10：1，甲醇与氨的摩尔比为0.7：1
‑
2.5：1。
[0026]进一步地，在步骤S2.3中，混合气体进入到反应管内的空速为1000
‑
6000h
‑1。优选地，混合气体进入到反应管内的空速为3000
‑
5000h
‑1。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]1、本专利技术提供的催化剂是在Ti、V和Sb三种元素的基础上进一步添加助剂得到的，持久耐用活性稳定，且其制备工艺简单，原料易得成本低。
[0029]2、利用本专利技术提供的催化剂合制备氢氰酸时，能够提高原料中甲醇的浓度，且甲醇的转化率高，能够较好地提高氢氰酸的产率。
[0030]3、利用本专利技术提供的催化剂合制备氢氰酸时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨氧化合成氢氰酸的催化剂，其特征在于，所述催化剂活性成分的表达式为Ti
(a)
V
(b)
Sb
(c)
P
(d)
Nb
(e)
R
(f)
S
(g)
O
(h)
，活性成分支撑在多孔无机载体上，其中，R为Fe、Cu、Mo和W中的一种或多种；S为Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或多种；a
‑
h代表元素的原子比，a＝100，b＝0.05
‑
15，c＝1
‑
10，d＝0
‑
10，e＝0.01
‑
0.15，f＝0
‑
5，g＝0
‑
3，h为上述元素结合形成的氧化物所对应的氧原子数。2.根据权利要求1所述的氨氧化合成氢氰酸的催化剂，其特征在于，多孔无机载体为SiC、Al2O3和SiO2中的一种或多种，其中SiC的质量占载体总质量的50
‑
80％，Al2O3的质量占载体总质量的0
‑
3％，SiO2的质量占载体总质量的5
‑
50％，多孔无机载体的质量是催化剂总质量的1
‑
20％。3.一种如权利要求1
‑
2任一所述的氨氧化合成氢氰酸的催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.1、多孔锐钛矿二氧化钛的制备；S1.2、催化剂浆液的制备；S1.3、将催化剂浆液附着在多孔无机载体上。4.根据权利要求3所述的氨氧化合成氢氰酸的催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿海涛，应国海，
申请(专利权)人：北京道思克矿山装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：