[发明专利]用于从烷烃产生不饱和羧酸的负载型催化剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年4月24日提交的美国临时申请号61/815,435的权益，该临时申请全文以引用方式并入本文。

发明领域

本发明的化合物、组合物和方法涉及用于将烷烃催化氧化成α,β-不饱和羧酸和/或烯烃的负载型催化剂组合物。

发明背景

将诸如丙烷的烷烃转化成诸如α,β-不饱和羧酸和/或烯烃(例如丙烯酸和丙烯)的更宝贵材料在工业中是高度所需的。丙烷和丙烯广泛地从油和天然气经由炼油厂中多种众所周知的方法产生。丙烯可用于经由已知的商业方法制备多种另外的下游产品，并能博得比丙烷明显更高的价格。在负载型催化剂上用空气或氧将丙烯气相氧化成丙烯酸在本领域中是熟知的并在商业上得到广泛实践。

将丙烷催化氧化成丙烯酸和丙烯在经济上具有吸引力。例如，这样的方法比经由需要丙烯作为原料的方法来产生丙烯酸的一种方法在经济上更有吸引力，因为在作为原料的丙烷与丙烯之间存在很大的价格差异。

因此，本文公开的是可用于将诸如丙烷的烷烃氧化成诸如丙烯酸的α,β-不饱和羧酸和/或诸如丙烯的烯烃的催化组合物及其相关方法。

发明概要

根据本发明的目的，本文公开的是包含载体材料和混合金属组合物的催化剂组合物，所述混合金属组合物包含摩尔比由下式描述的金属：

Mo_aV_bGa_cPd_dNb_eZ_f，

其中a为1，

其中b为从0.01至0.9，

其中c大于0至0.2，

其中d为从0.0000001至0.2，

其中e大于0至0.2，

其中Z包括La、Te、Ge、Zn、Si、In或W或其混合物，

其中f大于0至0.5，并且

其中载体材料为中性或氧化型的。

本文还公开的是制备本发明的催化剂组合物的方法，其包括以下步骤：

a)将载体材料与活性相混合，从而形成催化剂组合物，其中载体材料为中性或氧化型的，从而形成催化剂组合物。

本文还公开的是氧化C₂-C₁₂烷烃的方法，其包括将C₂-C₁₂烷烃与含氧料流和催化剂组合物接触，所述催化剂组合物包含载体材料和混合金属组合物，所述混合金属组合物包含摩尔比由下式描述的金属：

Mo_aV_bGa_cPd_dNb_eZ_f，

其中a为1，

其中b为从0.01至0.9，

其中c大于0至0.2，

其中d为从0.0000001至0.2，

其中e大于0至0.2，

其中Z包括La、Te、Ge、Zn、Si、In或W或其混合物，

其中f大于0至0.5，并且

其中载体材料为中性或氧化型的，从而氧化C₂-C₁₂烷烃。

已出人意料地发现：可出人意料地提高烃(诸如烷烃，例如丙烷)氧化形成α,β-不饱和羧酸(诸如丙烯酸)和烯烃(诸如丙烯)的比率和/或催化方法所需的反应温度。

另外的优点将在下文的描述中部分地示出，并部分地将通过该描述显而易见，或可通过实践下述方面得以了解。借助尤其是在所附权利要求书中指出的化学组合物、方法及其组合，将实现和得到下述优点。应当理解，前文的一般性描述和下文的详细描述均仅仅为示例性和阐释性的，而非限制性的。

附图说明

图1显示了得自表1的比率数据的条形图，其描述了如实施例1-13中所述的每种催化剂在290℃的丙烷氧化测试的结果，示为丙烯酸和丙烷组合的空时收率(STY)与实施例1中所述的非负载型混合金属组合物催化剂(无载体的Mo₁V_0.398Ga_1.0E-05Pd_1.90E-04Nb_0.125Te_0.23)的STY的比率。

详细描述

1.定义