[发明专利]一种芳烃氨氧化流化床催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种芳烃氨氧化流化床催化剂的制备方法，包括如下步骤：S1.配制包含活性组分化合物和含硅载体I的混合液；S2.对步骤S1的混合液进行喷雾干燥处理，得到第一催化剂颗粒；S3.配制包含步骤S2得到的第一催化剂颗粒、表面活性分散剂和含硅载体II的混合液；S4.对步骤S3的混合液进行喷雾干燥处理，得到第二催化剂颗粒；S5.对所述第二催化剂颗粒进行焙烧处理，得到催化剂。通过本发明制备方法制备的催化剂，具有较佳的耐磨性，同时保持了较好的催化活性，能有效的降低芳烃氨氧化过程中的催化剂消耗，保持芳烃氨氧化生成的稳定进行。

技术领域

本发明涉及一种芳烃氨氧化流化床催化剂的制备方法，尤其涉及一种高耐磨的芳烃氨氧化流化床催化剂的制备方法，由该方法制备的催化剂及其应用。

背景技术

芳腈是重要的精细化学品，可用于合成多种合成中间体进而生产医药、农药、染料及特种材料等，用途十分广泛。如邻氯苯甲腈经硝化氨解反应可制得多用途偶氮分散染料的重要中间体2-氰基-4-硝苯胺；与卤代苯合成联苯化合物用于制备非肽型抗血管紧张素，还可制备多种消炎杀菌药物；间苯二甲腈经氯化反应可制得高效低毒杀菌剂四氯间苯二甲腈，经加氢反应制得的间苯二甲胺可用于生产耐温环氧树脂固化剂及合成特种尼龙和聚氨酯；苯甲腈可与双氰胺反应生成的苯代三聚氰胺，用于生产金属涂料、装饰板、着色剂以及印刷油墨，此外还是性能优良的高沸点极性有机溶剂。

芳腈的生产有化学合成、气相氨氧化等方法，其中将芳烃、氨与空气经气相氨氧化反应一步合成芳腈，流程短，污染少，是目前芳腈生产的主要方法。该反应的特点是主副反应都是强放热反应过程。芳烃的气相氨氧化工艺主要包括固定床与流化床工艺，固定床中流体呈近似平推流运动，催化剂具有较高催化效率，但其传热性能较差，放大效应明显，装置大型化困难；流化床具有传热传质效率高、易于大型化等优点，但对催化剂物理化学性能和反应器中流态化质量控制均有较高要求。

在芳烃氨氧化制芳腈的流化床催化剂中，V系催化剂是最为有效的催化体系，如V-P、V-Cr等催化体系，通常以氧化铝、碳化硅、氧化硅为载体，制备成不同粒度的球形颗粒在流化床反应器中应用。早期的催化剂通常以简单组成的V-P、V-Cr等复合体系作为催化剂，普遍存在芳腈选择性较低的问题。近年的生产芳腈流化床催化剂，大多采用多组分的V系催化剂，一定程度上提高了芳腈的选择性。

对于芳烃氨氧化催化剂，已有多篇研究专利公开发表，如CN99113575.X涉及一种间二甲苯氨氧化制间苯二甲腈细颗粒流化床催化剂，CN02137455.4涉及一种制备对苯二甲腈的方法。CN201010147809.9涉及一种含锑的氨氧化催化剂。CN201210240053.1涉及一种制备邻氯苯甲腈的方法。

上述发明虽然对芳烃氨氧化流化床催化剂的活性选择性有讨论，但是对于催化剂的耐磨性能却鲜有提及。在芳烃氨氧化生产中，流化床反应器的特性决定了其对于催化剂的耐磨性是有着较高要求的，催化剂耐磨性差，会造成反应器内流态化质量下降，催化剂损失量大，稳定性下降等问题，频繁的催化剂补加和更换会极大的提升成本，严重影响芳烃氨氧化的工业生产。US 6429330中公开了一种芳烃氨氧化催化剂，以V-Cr-Sb-Fe-B-Mo等为主要组分，添加了Fe、Sb等元素的催化剂具有最佳耐磨性，磨耗率约2.1％-2.6％。CN103896807公开了一种制备对苯二甲腈的细颗粒流化床催化剂，采用V-Cr-P-B-Mo-Co-K等作为主要组分，其最佳磨耗率可达到1.5％-1.6％。

上述文献报道的这些催化剂，通过采用耐磨性的载体，加入Fe、Sb、P等助剂等方法，改进了催化剂的耐磨性，但其磨耗率仍不能完全达到满意水平。对于价格昂贵的芳烃氨氧化流化床催化剂而言，如何进一步提高其耐磨性，并同时保证催化剂的活性收率，对提升芳烃氨氧化催化剂的经济和技术水平具有重要意义。