[发明专利]丙烯酸生产用催化剂及由丙烯醛合成丙烯酸的方法

说明书

本发明涉及用于丙烯酸合成的催化剂、催化剂的制备方法及丙烯酸合成方法，主要解决现有技术中催化剂空速较低的问题。该催化剂包括载体和活性组分，所述载体为Mo₁₂V_aQ_eNb_dO_g；其中Mo、V、Nb和O表示元素钼、钒、铌和氧，Q选自Li、Na、K、Rb、Sb、Cu、W、Ga和Fe中的至少一种元素，a、e、d和g表示它们各自元素的原子比，基于Mo元素的原子比为12，a的取值范围为0.5～10.0，e的取值范围0～15.0，g是满足其它元素总化合价的所需的氧原子的数目的技术方案，较好地解决了该问题，可用于丙烯酸的工业生产中。

技术领域

本发明涉及由丙烯醛合成丙烯酸的催化剂、制备方法及丙烯酸合成方法。

背景技术

目前工业上丙烯氧化制丙烯酸采用两步法，第一步是在Mo-Bi复合氧化物催化剂作用下将丙烯氧化为丙烯醛，第二步是在Mo-V复合氧化物催化剂作用下将丙烯醛氧化为丙烯酸。丙烯酸及其脂用途十分广泛，粗酸主要用于生产水溶性涂料和胶粘剂，精酸主要用于生产高吸水性树脂SAP。随着建筑、电子、汽车工业的发展，世界范围内丙烯酸需求和产能不断增加，特别是近年国内丙烯酸产能剧增，截至2015年国内产能已经从2000年的14万吨增长到300万吨。

至今为止，许多专利授予了用于从丙烯醛生产丙烯酸方法的催化剂有关的发明，其中大多数是含有钼-钒(Mo-V)的催化剂，如中国专利CN 1070468C，CN 1031488A，CN1146438A，CN 100378058C，CN 1031050C、CN 1169619C、CN 1583261A和CN 1146439A等，这些专利所描述的催化剂，其制备方法多为多金属化合物在溶剂或者水存在下制成溶液，再加入不溶性氧化物在加热和搅拌下蒸发干，然后煅烧、粉碎和成型的制备方法。而目前公开的专利所述的元素组成差异较大，如中国专利CN 1169619C公开的催化剂主成分为钼、钒和铜，再加入必要的碲，认为碲可以使这种催化剂的活性相氧化钼和钼酸铜更加稳定，可以延缓催化剂因Mo流失导致失活；中国专利CN 1583261A公开的催化剂是由①钼、钒、铜为主要活性组分，②必不可少的至少由钛和锑的稳定组分以及③镍、铁、硅、铝、碱金属碱土金属组成的复合化合物；中国专利CN 1050779C公开的催化剂其基本组成包括氧化物形式的钼、钒、钨、铜和镍元素；中国专利CN 1146439A公开的催化剂含有钼、钒、铜并含有元素钨、铌、钽、铬和铈中的一种或者多种元素，以及含有铜、钼和至少一种选自元素钨、钒、铌和钽中元素的HT钼酸铜结构类型的氧代金属氧化物。

但现有技术的催化剂丙烯醛空速较低，工业上丙烯醛体积空速约90h^-1。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现在技术中在丙烯醛氧化生产丙烯酸反应中存在的丙烯醛空速较低的问题，提供用于丙烯酸合成的催化剂。该催化剂用于丙烯醛氧化合成丙烯酸反应，具有丙烯醛空速高，转化率高和丙烯酸收率高的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供上述技术问题之一所述催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供采用上述技术问题之一所述催化剂的丙烯酸的合成方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：

用于丙烯酸合成的催化剂、催化剂的制备方法及丙烯酸合成方法该催化剂包括载体和活性组分，所述载体为Mo₁₂V_aQ_eNb_dO_g；其中Mo、V、Nb和O表示元素钼、钒、铌和氧，Q选自Li、Na、K、Rb、Sb、Cu、W、Ga和Fe中的至少一种元素，a、e、d和g表示它们各自元素的原子比，基于Mo元素的原子比为12，a的取值范围为0.5～10.0，e的取值范围0～15.0，g是满足其它元素总化合价的所需的氧原子的数目。