[发明专利]通过控制pH制备多组分钼酸铋催化剂的方法以及利用该催化剂制备1,3-丁二烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过在共沉淀时改变共沉淀溶液的pH来制备多组分钼酸铋 催化剂的方法，以及利用该催化剂制备1，3-丁二烯的方法，更具体地，本发 明涉及通过共沉淀来制备多组分钼酸铋催化剂的方法，所述共沉淀利用具有 经调节的pH的溶液，并且本发明还涉及在上述催化剂存在下，由含有正丁 烯和正丁烷的廉价的C4混合物制备高附加值的1，3-丁二烯的方法，该方法 无需用于分离正丁烷或萃取正丁烯的额外过程。

背景技术

通常，用于获得1，3-丁二烯(石油化工市场对1，3-丁二烯的需求日渐提 高)的方法包括石脑油裂解、正丁烯的直接脱氢、以及正丁烯的氧化脱氢。 但是，由于反应温度较高，因此石脑油裂解过程(供应的1，3-丁二烯中的90％ 来自于石脑油裂解过程)必然伴随高的能量消耗。而且，由于石脑油裂解过 程并不是一个仅生产1，3-丁二烯的单一过程，因此，很难对石脑油裂解装置 的投资和管理进行最优化，以满足1，3-丁二烯的生产需求。即，为了通过上 述过程来满足日渐增长的对丁二烯的需求，需要建立更新型的石脑油裂解装 置，但是相应地，将产生大量除1，3-丁二烯以外的抽余液(raffinate)组分。 另外，正丁烯的直接脱氢是一个吸热反应，为了高产率地生产1，3-丁二烯需 要高温和低压的条件，并且正丁烯的直接脱氢在热力学上是不利的，因此， 正丁烯的直接脱氢不适于商业化生产1，3-丁二烯[M.A.Chaar，D.Patel，H.H Kung，J.Catal.，第109卷，第463页(1998)/E.A.Mamedov，V.C.Corberan， Appl.Cata.，第127卷，第1页(1995)/L.M.Madeira，M.F.Portela，Catal.Rev.， 第44卷，第247页(2002)]。

另外，正丁烯的氧化脱氢是正丁烯与氧气之间的反应，产生1，3-正丁烯 和水。该反应在热力学上是有利的，因为生成的水作为一个产物是稳定的， 并且在商业上也是有利的，因为无需额外施加热量，即使在降低的反应温度 下也可以高产率地获得1，3-丁二烯，这得益于其放热的性质。而且，该过程 还额外生成蒸汽，因此就降低能耗而言，该过程也是有利的。所以，将正丁 烯的氧化脱氢用于制备1，3-丁二烯被认为是可以通过一个独立的过程来制备 1，3-丁二烯的有效备选方案。特别地，当将含有杂质(例如：正丁烷)的C4 抽余液-3或C4混合物直接用作正丁烯源，无需额外的分离过程，就可以实 现给剩余的C4抽余液组分附加高价值的优势。具体地，在本发明中用作反 应物的所述C4抽余液-3混合物是从通过石脑油裂解而产生的C4混合物中 分离出有用的化合物之后，残留的廉价的C4抽余液。更具体地，从通过石 脑油裂解而生成的C4混合物中萃取出1，3-丁二烯之后，残留的第一混合物 被称为抽余液-1；从所述抽余液-1中萃取出异丁烯之后，残留的第二混合物 被称为抽余液-2；以及从所述抽余液-2中萃取出1-丁烯之后，残留的第三混 合物被称为抽余液-3。因此，所述C4-抽余液-3或C4混合物主要含有2-丁 烯(反-2-丁烯和顺-2-丁烯)、正丁烷、以及1-丁烯。