[发明专利]复合氧化物催化剂及其制备方法和用途

说明书

公开了复合氧化物催化剂及其制备方法和用途。所述催化剂是用如下方法制得的：(i)将化学计量量的Mo、V和W源和Cu、X和Y源以及Z组分混合，形成催化剂坯料；(ii)将所述催化剂坯料在选自氧气、氮气、水蒸气、甲醇、乙醇、乙二醇的气体中或者在氮气、水蒸气、甲醇、乙醇、乙二醇的一种或更多种以任意比例形成的混合气体中在100‑350℃的温度下焙烧1‑24小时；(iii)将上面焙烧得到的催化剂在含氧气氛中在350‑410℃的温度下焙烧1‑24小时。

技术领域

本发明涉及一种复合氧化物催化剂，它具有改善的性能。本发明还涉及所述催化剂的制备方法。用本发明方法制得的催化剂尤其适合丙烯(或异丁烯)氧化制备丙烯醛(或异丁醛)或者进一步氧化生成丙烯酸(或甲基丙烯酸)的反应，这种催化剂具有改进的性能。

背景技术

从20世纪80年代开始，世界上的丙烯酸生产装置主要采用丙烯两步氧化法，工艺技术成熟，经济性较好，截至目前仍是丙烯酸工业的主流工艺。

丙烯两步氧化制丙烯酸的催化剂经历了不断改进和性能不断提高的过程。目前，几乎所有工业生产装置的丙烯空速从工业化初期的60h^-1提高至90h^-1以上，有些甚至达到120h^-1以上。丙烯空速提高对催化剂的物理和化学性能都提出了更高的要求。首先要求催化剂具有更高的机械强度和耐磨强度，其次需要催化剂具有更高的活性。目前，丙烯酸工业生产装置上使用的催化剂虽然能满足要求，但是催化剂的活性较低，反应温度较高，对催化剂的稳定性很不利。因此，提供一种具有良好活性的催化剂，对于生产装置上丙烯空速的提高、稳定性的提高发挥着至关重要的作用。

现有技术对丙烯醛气相氧化生成丙烯酸的催化剂进行了广泛的研究。这些研究主要集中在催化剂活性、选择性和稳定性的提高等方面。

例如，中国专利CN1087658C、CN1524615A、CN1697692A、CN101507927B报道了通过改变催化剂的组成来提高催化剂活性、选择性和稳定性的方法。

中国专利CN1853786报道了丙烯醛气相氧化催化剂以-5.6≤H₀≤1.5的固体酸作为载体时具有不俗的性能。

日本专利JP847641和JP847643描述了复合氧化物催化剂中将酸强度H₀≤-11.93的固体超强酸作为载体时，可以改善催化剂的活性和稳定性。

中国专利CN100345631C介绍了一种通过改变催化剂由体相到表面的催化剂组成分布来得到活性高、选择性高且寿命长的丙烯酸催化剂。

中国专利CN1321110A介绍了一种通过使用醋酸锑作为锑源能够提供具有更大的机械强度、高活性和良好的再现性的催化剂。

中国专利CN1753726A介绍了一种采用立方晶系的三氧化二锑作为锑源的催化剂，改善了催化剂的活性和选择性。

中国专利CN1687696A介绍了一种特定细孔分布的催化剂，提高了催化剂的活性、选择性和稳定性。

中国专利CN102114427B介绍了一种在反应前经任一比例空气和水蒸气的混合气处理后，催化剂的活性得到大幅提高且在反应初始阶段即可达到稳定状态。

中国专利CN104646014A介绍了一种通过向催化剂前体中加入一些特定助剂以提高催化剂活性的方法。

虽然上述专利提及的催化剂具有改进的催化活性，但是所述催化活性还有进一步改进的空间。另外，现有催化剂中存在的突出问题是许多催化剂尽管具有高的活性，但随着活性的提高催化剂的选择性有所降低，不能使丙烯在高空速下长期稳定的保持较高的丙烯酸收率。

因此，现有技术仍需要寻找一种丙烯氧化生成丙烯酸(或者异丁烯氧化生成甲基丙烯酸)的催化剂，这种催化剂具有进一步改进的活性、选择性和丙烯酸收率。