制备核壳催化剂的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备核壳催化剂的方法，包括用催化活性多元素氧化物或粉末P和一种或多种液体粘合剂涂覆模制几何载体的最外表面，将所述粉末P在涂覆后通过热处理转化为催化活性多元素氧化物，所述涂覆在卧式混合器中进行，并且在所述卧式混合器中涂覆期间的Froude数为0.0160至0.1200。为0.0160至0.1200。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备核壳催化剂的方法
[0001]本专利技术涉及一种制备蛋壳型催化剂的方法，包括用催化活性的多元素氧化物或粉末P和一种或多种液体粘合剂涂覆几何形状载体的外表面，其中将所述粉末P在涂覆后通过热处理转化为催化活性的多元素氧化物，其中将所述涂覆在卧式混合器中进行，并且在卧式混合器中涂覆期间的Froude数为0.0160至0.1200。
[0002]本专利技术还涉及可根据本专利技术获得的蛋壳型催化剂及其在固定催化剂床上用于非均相催化的部分气相氧化的用途。
[0003]US 2011/0275856记载了包含Mo、V和Cu的催化活性多元素氧化物的制备。US 2014/0221683记载了蛋壳型催化剂的制备，其中使用包含Mo和V的催化活性多元素氧化物和钼的氧化物的混合物。
[0004]EP 3 056 482 A教导了蛋壳型催化剂的制备，其中将成形载体用包含Mo和V的多元素氧化物和粘合剂涂覆，并且涂覆期间的离心加速度为重力加速度的0.5倍至30倍。
[0005]本专利技术的一个目的是提供改善的蛋壳型催化剂。所述蛋壳型催化剂尤其要具有高孔体积和高耐磨性。
[0006]相应地公开了一种制备蛋壳型催化剂的方法，包括用以下物质涂覆几何形状的载体的外表面
[0007]a)一种或多种催化活性多元素氧化物和一种或多种液体粘合剂，其中随后将所述粘合剂去除，或
[0008]b)一种或多种粉末P和一种或多种液体粘合剂，其中将所述一种或多种粉末P在涂覆后通过热处理转化为一种或多种催化反应多元素氧化物，
[0009]其中所述涂覆在卧式混合器中进行，并且在卧式混合器中涂覆期间的Froude数为0.0040至0.1200。
[0010]在卧式混合器中涂覆期间的Froude数优选为0.0080至0.1000，更优选为0.0120至0.0800，最优选为0.0160至0.0600。
[0011]对于水平安装的混合工具的混合器，Froude数定义如下：
[0012][0013]其中
[0014]r：混合工具的半径
[0015]ω：角频率
[0016]g：重力加速度
[0017]Froude数0.1200对应于离心加速度为重力加速度的0.1200倍。
[0018]将待涂覆的几何形状的载体引入旋转容器(例如涂覆罐)中。旋转容器的倾斜角约为90
°
，也称为卧式混合器。旋转容器将尤其是球形或圆柱形、特别是中空圆柱形的成形载体引导至两个连续以特定距离布置的计量装置下。第一计量装置适当地对应喷嘴，借助所述喷嘴，将滚动的几何形状的载体用液体粘合剂喷洒并且以受控的方式润湿。将第二计量装置放置在喷入液体粘合剂的雾化锥之外并且用于供应催化活性多元素氧化物或粉末P
(例如通过搅拌通道)。以受控方式润湿的几何形状载体吸收催化活性的多元素氧化物或粉末P，使得圆柱形或球形载体外表面上的滚动运动将其压实以形成粘附涂层(例如压实运动不发生在中空圆柱形载体的内圈中，这就是它基本上保持未涂覆的原因)。催化活性多元素氧化物在下文中也称为活性组合物。
[0019]卧式混合器的混合筒优选具有0.5至2.5m的直径和/或0.25至1.5m的长度。
[0020]所用的几何形状载体优选为具有3至8mm的长度、4至8mm的外径和1至2mm的壁厚的中空圆柱形几何形载体。
[0021]蛋壳型催化剂优选具有的活性组合物含量为基于总质量计的5重量％至50重量％。
[0022]在涂覆操作中，基于活性组合物计，优选使用0.05至0.5kg/kg、更优选0.10至0.4kg/kg、最优选0.15至0.3kg/kg的液体粘合剂。
[0023]涂覆的持续时间优选为0.5至10分钟，更优选为1.0至7分钟，最优选为1.5至4分钟，在各种情况下基于活性组合物含量的每重量％计。
[0024]催化活性多元素氧化物包含例如元素Mo、V和任选地W或元素Mo、Bi和任选地Fe。
[0025]催化活性多元素氧化物优选包含元素Mo、W、V、Cu和任选地Sb，其中所述元素的比例符合通式(I)
[0026]Mo
12
W
a
V
b
Cu
c
Sb
d
(I)
[0027]其中
[0028]a＝0.4至5.0，优选0.6至3.5，更优选0.8至2.5，最优选1.0至2.0，
[0029]b＝1.0至6.0，优选1.5至5.5，更优选2.0至5.0，最优选2.5至4.5，
[0030]c＝0.2至3.0，优选0.4至2.8，更优选0.6至2.6，最优选0.8至2.4，和
[0031]d＝0.0至2.0，优选0.1至1.6，更优选0.2至2.4，最优选0.3至0.8，
[0032]并且Mo元素在所有非氧元素的总量中的摩尔比例为5至95mol％，优选10至90mol％，更优选15至85mol％，最优选20至80mol％。
[0033]催化活性多元素氧化物的制备是本领域技术人员已知的，例如从US 2011/0275856和US 2014/0221683中。
[0034]为了制备催化活性多元素氧化物，使用合适的元素成分的源以制备水溶液或水悬浮液。这通过例如包含元素Mo、W、V、Cu和任选地Sb的催化活性多元素氧化物来描述：
[0035]首先，使用元素成分V、Mo、W和任选地Sb的源以制备水溶液或水悬浮液。添加顺序不受任何限制。
[0036]pH优选为3至8，更优选为4至7，最优选为5至7。
[0037]七水合仲钨酸铵为元素成分W的优选的源。四水合七钼酸铵为元素成分Mo的优选的源。偏钒酸铵为元素成分V的优选的源。乙酸锑(III)或氧化锑(III)为元素成分Sb的优选的源。
[0038]除氧化物外，元素成分的其他有用的源非常普遍地特别是金属酸盐(metalates)、多金属酸盐、卤化物、硝酸盐、甲酸盐、草酸盐、乙酸盐、碳酸盐和氢氧化物。
[0039]如果可能的元素成分的源在水性介质中的溶解度对于本专利技术的方法的目的而言本质上是不足的，则可例如通过添加适当的调节剂来改变水性介质的pH，以改善元素成分的源在水性介质中的溶解度。合适的改性剂特别包括那些在高温的作用下分解成气态成分
的布朗斯特酸(acids)和布朗斯特碱，如在几何形状前驱体的热处理中使用高温以形成所需的催化活性多元素氧化物。此类pH调节剂的实例包括氨、硝酸、盐酸、乙酸、甲酸、草酸以及强和弱布朗斯特酸的铵盐，例如硝酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、乙酸铵、甲酸铵和草酸铵。
[0040]替代地和/或另外地，可溶于水性介质的络合剂也可加入其中，这些络合剂在高温的作用下，至少在分子氧的存在下，分解成气态化合物和/或作为气态化合物逸出，并且能够络合呈离子形式的元素成分，这通常同样导致水性介质中溶解度的提高。此类络合剂的实例包括氨和乙二胺四乙酸及其盐，优选地具有良好水溶性的那些。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备蛋壳型催化剂的方法，包括用以下物质涂覆几何形状载体的外表面a)一种或多种催化活性多元素氧化物和一种或多种液体粘合剂，其中随后将所述粘合剂去除，或b)一种或多种粉末P和一种或多种液体粘合剂，其中将所述一种或多种粉末P在涂覆后通过热处理转化为一种或多种催化活性多元素氧化物，其中所述涂覆在卧式混合器中进行，并且在所述卧式混合器中涂覆期间的Froude数为0.0040至0.1200。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述卧式混合器中涂覆期间的Froude数为0.0160至0.0600。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述卧式混合器上的混合筒的直径为0.5至2.5m。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述卧式混合器的混合筒的长度为0.25至1.5m。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使用长度为3至8mm、外径为4至8mm和壁厚为1至2mm的中空圆柱形几何形状的载体作为几何形状的载体。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中基于总组合物计，所述蛋壳型催化剂的活性组合物含量为5重量％至50重量％。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中在涂覆中使用0.05至0.5kg/kg的液体粘合剂，基于活性组合物计。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中涂覆的持续时间为0.5至10分钟每重量％的活性组合物含量。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述催化活性多元素氧化物或所述粉末P包含元素Mo、V和任选地W或元素Mo、Bi和任选地Fe。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述催化活性多元素氧化物或所述粉末P包含元素Mo、W、V、Cu和任选地Sb，其中所述元素的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：