[发明专利]制备改良的混合金属氧化物氨氧化催化剂的方法

说明书

相关申请的参考

本申请与以下申请相关：(i)Brazdil等人于2010年3月23日提交的序号为12/661,705的美国专利申请，所述申请标题为“改良的混合金属氧化物氨氧化催化剂(Improved Mixed Metal Oxide Ammoxidation Catalysts)”，代理人案号为50042，和ii)Brazdil等人于2010年3月23日提交的序号为12/661,720的美国专利申请，所述申请标题为“耐磨损性混合金属氧化物催化剂(Attrition Resistance Mixed Metal Oxide Catalysts)”，代理人案号为50047，这两个申请与本申请一道同日提交，其为所有目的在此引作参考。

技术领域

本发明涉及在不饱和烃向相应的不饱和腈的氨氧化中使用的改良催化剂。具体而言，本发明涉及在丙烯和/或异丁烯分别向丙烯腈和/或甲基丙烯腈的氨氧化中使用的改良催化剂的制备方法。更具体地说，本发明涉及改良的多组分氨氧化催化剂的生产方法，其中在与所述催化剂的剩余元素合并之前，预先形成包含铋、钼、铈，还有钠、钾、铯、铷、钙、镧或钇中的至少一种的复合物的催化剂的部分。

背景技术

用适合的元素助催化的含铁、铋和钼氧化物的催化剂久已用于在氨和氧(通常以空气的形式)存在下、在升高的温度下转化丙烯和/或异丁烯以制造丙烯腈和/或甲基丙烯腈。具体地，英国专利1436475，美国专利4,766,232、4,377,534、4,040,978、4,168,246、5,223,469和4,863,891各自涉及可以用II族元素助催化以产生丙烯腈的铋-钼-铁催化剂。另外，美国专利5,093,299、5212,137、5,658,842和5,834,394涉及表现出丙烯腈高收率的受到铋-钼助催化的催化剂。

本发明部分涉及铋-钼-铁催化剂的制备。典型地，通过将各种金属组分的源化合物简单合并与反应，以分批法生产这样的催化剂。然而，已经使用了更复杂和多步骤的制备。例如，美国专利4,040,978教示了分别制造各金属的钼酸盐然后将其进行合并和反应的催化剂的制备方法；以及美国专利4,148,757教示了一种催化剂的制备方法，其中首先让铋与钼进行反应，形成钼酸铋，然后将钼酸铋与各种其他金属组分的源化合物的混合物合并。

发明概述

本发明涉及用于丙烯和/或异丁烯氨氧化的改良的混合金属氧化物催化剂。这种按本文中的描述制备的改良的催化剂提供了丙烯和/或异丁烯向腈(即具有官能团“-CN”的化合物，例如丙烯腈、甲基丙烯腈、乙腈和氰化氢)的更高的总体转化率。

在一种实施方式中，本发明涉及所述催化剂的制备方法，其中在所述催化剂中元素的相对比率由下式表示：

Mo₁₂Bi_aFe_bA_cD_dE_eF_fG_gCe_hO_x

其中：

A是选自钠、钾、铷和铯的至少一种元素；以及

D是选自镍、钴、锰、锌、镁、钙、锶、镉和钡的至少一种元素；

E是选自铬、钨、硼、铝、镓、铟、磷、砷、锑、钒和碲的至少一种元素；

F是选自稀土元素、钛、锆、铪、铌、钽、铊、硅、锗和铅的至少一种元素；

G是选自银、金、钌、铑、钯、锇、铱、铂和汞的至少一种元素；以及

a、b、c、d、e、f、g、h和n分别是铋(Bi)、铁(Fe)、A、D、E、F、铈(Ce)和氧(O)相对于12个钼(Mo)原子的原子比，其中：

a从0.05至7，

b从0.1至7，

c从0.01至5，

d从0.1至12，

e从0至5，

f从0至5，

g从0至0.2，

h从0.01至5，以及

n是满足存在的其他组成元素的原子价要求所需的氧原子的数目；

并且其中所述催化剂中的元素在催化剂前体水浆料中合并，将这样获得的前体水浆料干燥以形成催化剂前体，并将所述催化剂前体锻烧以形成催化剂，所述方法包括：

(i)将Bi和Ce的源化合物、以及任选Na、K、Rb、Cs、Ca、稀土元素、Pb、W和Y的一种或多种在水溶液中合并，以形成混合物，