用于丙烷或异丁烷的气相催化氧化或气相催化氨氧化的催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种含有式Ｍｏ＃－［１］Ｖ＃－［ａ］Ｎｂ＃－［ｂ］Ｘ＃－［ｃ］Ｙ＃－［ｄ］Ｚ＃－［ｅ］Ｑ＃－［ｆ］Ｏ＃－［ｎ］（其中Ｘ是选自Ｔｅ和Ｓｂ的至少一种元素；Ｙ是选自Ａｌ和Ｗ的至少一种元素；Ｚ是选自可以单独地形成具有金红石结构的氧化物的元素的至少一种元素，且具有金红石结构的Ｚ氧化物作为制备催化剂的Ｚ的来源使用；Ｑ是选自钛、锡、锗、铅、钽、钌、铼、铑、铱、铂、铬、锰、锝、锇、铁、砷、铈、钴、镁、镍和锌的至少一种元素；且不具有金红石结构的Ｑ化合物作为制备催化剂的Ｑ的来源使用；和ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ和ｎ分别是Ｖ、Ｎｂ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｑ和Ｏ相对于Ｍｏ的原子比）所示氧化物的氧化物催化剂。同时公开了通过使用上述氧化物催化剂制备不饱和羧酸和不饱和腈的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及一种用于在气相中丙烷或异丁烷的催化氧化或氨氧化的氧化物催化剂。本专利技术更具体地涉及用于在气相中丙烷或异丁烷的催化氧化或氨氧化的氧化物催化剂，其包括下式(I)所示的氧化物Mo1VaNbbXcYdZeQfOn(I)其中X是选自碲和锑的至少一种元素；Y是选自铝和钨的至少一种元素；Z是选自可以单独地形成具有金红石结构的氧化物的元素的至少一种元素；Q是选自钛、锡、锗、铅、钽、钌、铼、铑、铱、铂、铬、锰、锝、锇、铁、砷、铈、钴、镁、镍和锌的至少一种元素；a、b、c、d、e、f和n分别是钒(V)、铌(Nb)、X、Y、Z、Q和氧(O)相对于钼(Mo)的原子比，其中0.1≤a≤1.0，0.01≤b≤1.0，0≤c≤1.0，0≤d≤0.5，0≤e≤3，0≤f≤9，而且条件是0＜d+e≤3.5，而且n是由于式(I)氧化物中存在的其它元素的原子价要求所确定并与之相符的数字。通过将本专利技术的氧化物催化剂用于气相中丙烷或异丁烷的催化氧化或氨氧化，可以提高对所需不饱和羧酸或不饱和腈的选择性并进行所需产物的有效生产。由于这些特性，本专利技术的氧化物催化剂可以方便地应用于不同的工业领域。本专利技术还涉及使用上述氧化物催化剂制备不饱和羧酸或不饱和腈的方法。最近，人们关注将丙烷或异丁烷(分别是烷烃)用作上述烯烃的取代物的技术。特别是将烷烃在气相中经过催化氧化或催化氨氧化，由此制备相应的不饱和羧酸或不饱和腈的工艺。已经有很多提案涉及利用这种技术的方法和在这种方法中使用的催化剂。例如，EP767164B、未经审查的日本专利申请延迟公开No.10-28862、No.10-330343、No.11-57479和No.11-226408、US专利No.6,036,880、No.5,231,214、No.5,281,745，和No.5,472,925、EP608838、未审查的日本专利延迟公开No.10-45664、No.10-57813和No.9-316023公开了含有Mo、V、Nb和Sb(或Te)和例如Ti、Al、W、Ta、Sn、Fe、Co和Ni的其它元素的氧化物催化剂。另外，EP945432公开了含有Mo、V和Sb和例如Ti、Sn、Fe、Cr、Ga、Li、Mg和Ca的其它元素的氧化物催化剂。US专利No.5,693,587、No.5,854,172和No.5,972,833还公开了含有V和Sb和例如Ti、Sn、Li、Mg、Na、Ca、Sr、Ba、Co和Fe的其它元素的氧化物催化剂。当上述公开的氧化物催化剂用于气相中丙烷或异丁烷的催化氧化或氨氧化时，对所需不饱和羧酸或不饱和腈的选择性不能令人满意，所以这些氧化物催化剂不能用于所需产物的有效生产。载体催化剂(包括具有催化活性的化合物和化合物被负载于其上的载体(例如二氧化硅)的催化剂)具有高度的机械强度而且适用于流化床反应器。但是，当使用上述专利技术中公开的氧化物催化剂制备载体催化剂时，对所需产物的选择性趋向于降低。所以，上述专利技术中公开的氧化物催化剂在氧化物催化剂的使用方式上有局限。基于上述原因，非常需要发展一种能够在丙烷或异丁烷的催化氧化或氨氧化中提高对所需产物的选择性的氧化物催化剂。本专利技术基于这些新发现而完成。因此，本专利技术的首要目的是提供一种用于气相中丙烷或异丁烷的催化氧化或氨氧化并对所需产物表现出高度选择性的氧化物催化剂。本专利技术的另一目的是提供一种使用上述催化剂制备不饱和羧酸或不饱和腈的方法。根据下面详细的叙述连同附加的权利要求，本专利技术的上述和其他目的及优点对于本领域技术人员是显而易见的。专利技术详述本专利技术的一个方面是提供一种用于气相中丙烷或异丁烷的催化氧化或氨氧化的氧化物催化剂，其包括下式(I)所示的氧化物Mo1VaNbbXcYdZeQfOn(I)其中X是选自碲和锑的至少一种元素；Y是选自铝和钨的至少一种元素；Z是选自可以单独地形成具有金红石结构的氧化物的元素的至少一种元素；Q是选自钛、锡、锗、铅、钽、钌、铼、铑、铱、铂、铬、锰、锝、锇、铁、砷、铈、钴、镁、镍和锌的至少一种元素；和a、b、c、d、e、f和n分别是钒(V)、铌(Nb)、X、Y、Z、Q和氧(O)相对于钼(Mo)的原子比，其中0.1≤a≤1.0，0.01≤b≤1.0，0≤c≤1.0，0≤d≤0.5，0≤e≤3，0≤f≤9，而且条件是0＜d+e≤3.5，和n是由于式(I)氧化物中存在的其它元素的原子价要求所确定并与之相符的数字。氧化物催化剂通过煅烧干燥的催化剂前体制备，该前体包括(i)不具有金红石结构的钼(Mo)化合物；(ii)不具有金红石结构的钒(V)化合物；(iii)不具有金红石结构的铌(Nb)化合物；(iv)至少一种选自与式(I)中X定义相同的元素的化合物的X化合物，其中X化合物不具有金红石结构；(v)至少一种选自下面化合物(v-1)和(v-2)的化合物(v-1)至少一种选自与式(I)中Y定义相同的元素的化合物的Y化合物，其中Y化合物不具有金红石结构；和(v-2)至少一种选自与式(I)中Z定义相同的元素的氧化物的Z氧化物，其中Z氧化物不具有金红石结构；以及任选的(vi)至少一种选自与式(I)中Q定义相同的元素的化合物的Q化合物，其中Q化合物不具有金红石结构。为了容易地理解本专利技术，下面列举本专利技术的基本特征和各种优选实施方案。1.气相中用于丙烷或异丁烷的催化氧化或氨氧化的氧化物催化剂，其包括下式(I)所示的氧化物Mo1VaNbbXcYdZeQfOn(I)其中X是选自碲和锑的至少一种元素；Y是选自铝和钨的至少一种元素；Z是选自可以单独地形成具有金红石结构的氧化物的元素的至少一种元素；Q是选自钛、锡、锗、铅、钽、钌、铼、铑、铱、铂、铬、锰、锝、锇、铁、砷、铈、钴、镁、镍和锌的至少一种元素；和a、b、c、d、e、f和n分别是钒(V)、铌(Nb)、X、Y、Z、Q和氧(O)相对于钼(Mo)的原子比，其中0.1≤a≤1.0，0.01≤b≤1.0，0≤c≤1.0，0≤d≤0.5，0≤e≤3，0≤f≤9，而且条件是0＜d+e≤3.5，和n是由存在于式(I)氧化物中的其它元素的原子价要求确定并与之相符合的数字。氧化物催化剂通过煅烧干燥的催化剂铅体制备，前体包括(i)不具有金红石结构的钼(Mo)化合物；(ii)不具有金红石结构的钒(V)化合物；(iii)不具有金红石结构的铌(Nb)化合物；(iv)至少一种选自与式(I)中X定义相同的元素的化合物的X化合物，其中X化合物不具有金红石结构；(v)至少一种选自下面化合物(v-1)和(v-2)的化合物(v-1)至少一种选自与式(I)中Y定义相同的元素的化合物的Y化合物，其中Y化合物不具有金红石结构；和(v-2)至少一种选自与式(I)中Z定义相同的元素的氧化物的Z氧化物，其中Z氧化物不具有金红石结构；以及任选的(vi)至少一种选自与式(I)中Q定义相同的元素的化合物的Q化合物，其中Q化合物不具有金红石结构；2.上面项目1中的氧化物催化剂，其中式(I)中的X是锑。3.上面项目1或2中的氧化物催化剂，其中式(I)中的Y是铝和化合物(v-1)是氧化铝。4.上面项目1到3任一项中的氧化物催化剂，其中式(I)中的Z是至少一种选自钛和锡的元素。5.上面项目1到4任一项中的氧化物催化剂，其中还包括有氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于丙烷或异丁烷的气相催化氧化或氨氧化中的氧化物催化剂，包含下式（Ⅰ）所示的氧化物： Ｍｏ↓［１］Ｖ↓［ａ］Ｎｂ↓［ｂ］Ｘ↓［ｃ］Ｙ↓［ｄ］Ｚ↓［ｅ］Ｑ↓［ｆ］Ｏ↓［ｎ］ （Ⅰ） 其中： Ｘ是选自碲和锑的至少一种元素； Ｙ是选自铝和钨的至少一种元素； Ｚ是选自可以单独地形成具有金红石结构的氧化物的元素的至少一种元素； Ｑ是选自钛、锡、锗、铅、钽、钌、铼、铑、铱、铂、铬、锰、锝、锇、铁、砷、铈、钴、镁、镍和锌的至少一种元素；和 ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ和ｎ分别是钒（Ｖ）、铌（Ｎｂ）、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｑ和氧（Ｏ）相对于钼（Ｍｏ）的原子比， 其中： ０．１≤ａ≤１．０， ０．０１≤ｂ≤１．０， ０≤ｃ≤１．０， ０≤ｄ≤０．５， ０≤ｅ≤３， ０≤ｆ≤９，而且前提条件是０＜ｄ＋ｅ≤３．５，和 ｎ是由存在于式（Ⅰ）氧化物中的其它元素的原子价要求确定并与之相符合的数字， 所述氧化物催化剂通过煅烧干燥的催化剂前体制备，所述前体包括： （ｉ）不具有金红石结构的钼化合物（Ｍｏ）； （ｉｉ）不具有金红石结构的钒化合物（Ｖ）； （ｉｉｉ）不具有金红石结构的铌化合物（Ｎｂ）； （ｉｖ）至少一种选自与式（Ⅰ）中Ｘ定义相同的元素的化合物的Ｘ化合物，其中所述Ｘ化合物不具有金红石结构； （ｖ）至少一种选自下面化合物（ｖ－１）和（ｖ－２）的化合物： （ｖ－１）至少一种选自与式（Ⅰ）中Ｙ定义相同的元素的化合物的Ｙ化合物，其中Ｙ化合物不具有金红石结构；和 （ｖ－２）至少一种选自与式（Ⅰ）中Ｚ定义相同的元素的氧化物的Ｚ氧化物，其中Ｚ氧化物不具有金红石结构；以及任选的 （ｖｉ）至少一种选自与式（Ⅰ）中Ｑ定义相同的元素的化合物的Ｑ化合物，其中Ｑ化合物不具有金红石结构。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：驹田悟，日名子英範，永野修，渡边守，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]