一种氨氧化催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种氨氧化催化剂及其制备方法和应用，所述氨氧化催化剂属于V

【技术实现步骤摘要】
一种氨氧化催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，涉及氨氧化催化剂，具体涉及一种氨氧化催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]芳香腈氰基有很高的化学活性，经过加氢及缩合反应可以合成各种精细化工产品，已经被广泛应用于医药、香料、农药以及树脂等很多行业。芳香腈作为重要的原料来源，近些年来在国内外的需求都呈现出增长势头，其合成原理为芳香腈氰基通过氧化在氨以及催化剂的条件下，由芳香烃氨氧化而获得芳香腈。由于上述制造工艺具有操作简单、操作安全、收率高、污染小等优点，因此，国内外的很多学者都对此投入了大量研究，以便达到广泛应用。
[0003]在二十世纪的五十年代，Allied公司就率先开始了芳香烃氨氧化技术的研发。同时，也有很多公司，比如Distiller、Bayer公司等，也开始了相关氨氧化催化剂的研究。在1969年，日本触媒化学工业公司利用自己研发的技术建成了混合芳香烃氨氧化法制邻苯二甲腈和苯甲腈生产装置。在1970年，日本的一家公司和美国公司合作建成了间苯二甲腈生产装置。在此之后，日本三菱瓦斯化学又成功与美国Bagder公司建成了间苯二甲腈工业生产装置，使得芳香烃氨氧化技术得到了普及和应用。
[0004]CN106268890A公开了一种芳烃氨氧化混合催化剂V
1.0
Cr
a
A
b
B
c
C
d
M
e
O
x
，其中A选自P、B、Bi、Sb、As元素中的至少一种；B选自Mn、Ni、Co、Ti、Sn、Mo或稀土元素中的至少一种；C选自碱金属或碱土金属中的至少一种；M选自Zr、W中的至少一种。该专利所述催化剂的耐磨性能得到了优化，相比于文献中的对比催化剂，磨耗率降低22％左右。
[0005]CN106362760A公开了一种氨氧化混合催化剂V
1.0
Cr
a
A
b
B
c
C
d
D
e
E
f
M
g
O
x
，其中A选自元素周期表第ⅢA族中的至少一种元素；B选自元素周期表第
Ⅴ
A族中的至少一种元素；C选自碱金属或碱土金属中的至少一种元素；D选自元素周期表第
Ⅷ
族中的至少一种元素；E选自Mo、Ti、Nb中的至少一种；M选自Zr、W中的至少一种。该专利所述方法有效提升了催化剂的耐磨性，同时保持催化剂的高活性选择性，所得催化剂可应用于芳烃氨氧化的工业化生产中。
[0006]CN102218334B公开了一种含锑的氨氧化催化剂V
1.0
Sb
a
A
b
B
c
C
d
O
x
，其中A为选自锂、钠、钾、铷或铯中的至少一种；B为选自镁、钙、钡、铬、钨、钼、锰、铁、钴、镍或锡中的至少一种；C为选自硼或磷中的至少一种，该催化剂较好地解决了现有技术中存在催化剂难以适应流化床要求、原料成本高等问题，可用于工业生产。
[0007]综上所述，现有技术对氨氧化催化剂的耐磨性及原料成本进行了优化，但未有提及如何降低反应原料深度氧化程度，降低二氧化碳、一氧化碳等小分子产物选择性的技术方案，故目前亟需开发一种新型的氨氧化催化剂及其制备方法，不仅可以提升产物选择性、降低原料深度氧化程度、提高原料转化率、减少原料浪费，还可以提高氨氧化催化剂的稳定性和机械强度，适合大规模工业化生产应用。

技术实现思路

[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种氨氧化催化剂及其制备方法和应用，所述氨氧化催化剂属于V
‑
Rh体系催化剂，不仅可以提升产物选择性、降低原料深度氧化程度、提高原料转化率、减少原料浪费，还具有较高的稳定性和机械强度，适合大规模工业化生产应用，尤其适合间二甲苯氨氧化制备间苯二甲腈中的应用。
[0009]本专利技术的目的之一在于提供一种氨氧化催化剂，所述氨氧化催化剂包括载体和活性组分，所述活性组分以原子比计算满足如下结构式：V
1.0
Rh
a
B
b
C
c
D
d
O
x
；
[0010]其中，B选自Sc、Mn、Ga或Mo中的任意一种或至少两种的组合，C选自Zr、Y、Tc或Ag中的任意一种或至少两种的组合，D选自As、Bi、P或Sb中的任意一种或至少两种的组合；
[0011]a＝0.05～5，b＝0.01～2，c＝0.001～1，d＝0.001～1，x＝2.0～9.0，且x是由其他元素的氧化程度决定的数值。
[0012]本专利技术所述氨氧化催化剂属于V
‑
Rh体系催化剂，通过精准限定活性组分中V与Rh的化学计量比为1.0:(0.05～5)，并限定B类金属元素的化学计量比，可以形成有效的复合反应活性位，能够使得活性组分与载体形成协同反应活性位，有效降低了氨氧化反应的活化能，提升了氨气的吸附量，降低了间二甲苯等原料的深度氧化程度，减少了小分子产物的生成，保证了间二甲苯等原料的转化率与产物选择性。
[0013]进一步地，本专利技术所述氨氧化催化剂通过精准限定活性组分中C类与D类金属元素的化学计量比，可以有效保证氨氧化催化剂的稳定性和机械强度，保证氨氧化催化剂在长周期运行过程中的稳定性。
[0014]值得说明的是，在所述结构式V
1.0
Rh
a
B
b
C
c
D
d
O
x
中，a＝0.05～5，例如0.05、0.1、0.3、0.5、0.7、1、1.5、2、3、3.5、4或5等，b＝0.01～2，例如0.01、0.03、0.05、0.08、0.1、0.3、0.5、0.7、1、1.3、1.5、1.7或2等，c＝0.001～1，例如0.001、0.003、0.005、0.008、0.01、0.03、0.05、0.08、0.1、0.3、0.5或1等，d＝0.001～1，例如0.001、0.003、0.005、0.008、0.01、0.03、0.05、0.08、0.1、0.3、0.5或1等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]作为本专利技术优选的技术方案，在所述结构式V
1.0
Rh
a
B
b
C
c
D
d
O
x
中，a＝0.08～3，例如0.08、0.15、0.35、0.65、0.85、1.2、1.8、2.3、2.5、2.8或3等，b＝0.05～1，例如0.05、0.07、0.11、0.15、0.25、0.45、0.65、0.85、0.9或1等，c＝0.05～0.8，例如0.05、0.06、0.07、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨氧化催化剂，其特征在于，所述氨氧化催化剂包括载体和活性组分，所述活性组分以原子比计算满足如下结构式：V
1.0
Rh
a
B
b
C
c
D
d
O
x
；其中，B选自Sc、Mn、Ga或Mo中的任意一种或至少两种的组合，C选自Zr、Y、Tc或Ag中的任意一种或至少两种的组合，D选自As、Bi、P或Sb中的任意一种或至少两种的组合；a＝0.05～5，b＝0.01～2，c＝0.001～1，d＝0.001～1，x＝2.0～9.0。2.根据权利要求1所述的氨氧化催化剂，其特征在于，在所述结构式V
1.0
Rh
a
B
b
C
c
D
d
O
x
中，a＝0.08～3，b＝0.05～1，c＝0.05～0.8，d＝0.01～0.5。3.根据权利要求1或2所述的氨氧化催化剂，其特征在于，以所述氨氧化催化剂的总质量计，所述活性组分的质量百分含量为20～70％，余量为载体；优选地，所述载体为MFI结构分子筛；优选地，所述载体的硅铝比为1:(0.001～0.1)，优选为1:(0.005～0.07)。4.一种权利要求1
‑
3任一项所述氨氧化催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)按所述氨氧化催化剂中活性组分的结构式，配置含有各金属元素的水溶液，与草酸水溶液混合形成反应液A；(2)将步骤(1)所述反应液A与含有载体或含有载体的化合物的反应液B混合，形成浸渍混合液；(3)将步骤(2)所述浸渍混合液依次进行蒸发浓缩、干燥与焙烧，得到所述氨氧化催化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应液B的制备方法包括如下步骤：将铝源与硅源混合得到第一混合液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴保强，孙康，万毅，纪勇强，易光铨，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：