[发明专利]一种制备甲基丙烯腈用催化剂及制备甲基丙烯腈的方法

说明书

本发明提供一种制备甲基丙烯腈用催化剂及制备甲基丙烯腈的方法，所述催化剂为负载型催化剂，其包括载体和负载在载体上的活性组分，其中，所述活性组分的化学式如下所示：Mg_aNi_bFe_cK_dMo_eBi_fX_gY_hO_z；所述催化剂和同类制备甲基丙烯腈用催化剂相比，具有组成简单、异丁烯的转化率、甲基丙烯腈的选择性高等特点；同时，所述催化剂应用于异丁烯氨氧化制备甲基丙烯腈的过程中，副产物甲腈的选择性低，且连续反应约一周的时间，转化率和选择性均未出现明显的下降。所述采用上述的催化剂制备甲基丙烯腈的方法具有异丁烯的转化率高，甲基丙烯腈的选择性高，副产物甲腈的选择性低等优点，特别适合于工业化生产。

技术领域

本发明属于甲基丙烯腈技术领域，具体涉及一种制备甲基丙烯腈用催化剂及采用该催化剂制备甲基丙烯腈的方法。

背景技术

Mo系催化剂在氨氧化反应中的应用已经较为成熟，尤其以丙烯氨氧化制备丙烯腈为典型代表。经过多年的研发，Mo系催化剂的元素组成已经十分丰富，包括碱金属、碱土金属、过渡金属元素、稀土元素等等，其目的是提高原料转化率、提高主产物选择性或者改变某种副产物的选择性。例如现有技术曾报道过在Mo基催化剂的基础上，通过添加卤素阴离子来降低副产物CO、CO₂的量，丙烯腈的选择性高达83.5％。还例如现有技术也报道了通过Mg、Fe、Ni等元素之间的协同作用，减缓催化剂的结构畸变，不饱和腈的选择性高于80％。

在丙烯氨氧化的基础上，将异丁烯氨氧化制备甲基丙烯腈，是开发C₄化工领域下游产品的一条十分有潜力的途径。甲基丙烯腈是一种重要的化工原料，主要用于生产聚甲基丙烯酰亚胺和甲基丙烯酸甲酯等产品。目前，已有部分关于异丁烯氨氧化制备甲基丙烯腈的Mo基催化剂的相关报道，然而这些Mo基催化剂普遍存在异丁烯转化率低和甲基丙烯腈选择性低的问题。此外，还有部分专利报道过一种异丁烯的转化率高达96.6％，甲基丙烯腈的选择性也高达80％的Mo基催化剂，但是其催化剂组成中含有Cr元素，由于环保要求日益严格，Cr元素在催化剂中的应用正在逐渐被其他元素所取代。

综上，现有已知的Mo基催化剂存在组成复杂、对目标产物的选择性不高、同时伴随大量副产物等缺陷。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种制备甲基丙烯腈用催化剂及其制备方法，所述催化剂和同类制备甲基丙烯腈用催化剂(如氨氧化催化剂)相比，具有组成简单、异丁烯的转化率高、甲基丙烯腈的选择性高、副产物的选择性低等特点；同时，所述催化剂应用于异丁烯氨氧化制备甲基丙烯腈的过程中，副产物甲腈的选择性低，且连续反应至少一周，转化率和选择性均未出现明显的下降。本发明的另一个目的是提供一种采用上述的催化剂制备甲基丙烯腈的方法，该方法具有异丁烯的转化率高、甲基丙烯腈的选择性高、副产物甲腈的选择性低等优点，特别适合于工业化生产。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种用于异丁烯氨氧化制备甲基丙烯腈的催化剂，所述催化剂为负载型催化剂，其包括载体和负载在载体上的活性组分，其中，所述活性组分的化学式如式(1)所示：

Mg_aNi_bFe_cK_dMo_eBi_fX_gY_hO_z 式(1)

其中，X为锌、钙、钡和钴中的至少一个元素，Y为铜、铈、钐和铌中的至少一个元素，a＝1-10，b＝1-8，c＝1-5，d＝0.05-0.5，e＝3-15，f＝0.1-1，g＝0-6，h＝0-8，z为满足其他元素化合价所需的氧原子总数。

根据本发明，所述载体选自二氧化硅、三氧化二铝等载体。