[发明专利]制备丙烯腈的流化床催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备丙烯腈的流化床催化剂，特别是关于一种丙烯氨氧化制备丙烯腈的流化床催化剂。

背景技术

丙烯腈是重要的有机化工原料，它是通过丙烯氨氧化反应生产的。为获得高活性、高选择性的流化床催化剂，人们经过不断探索，进行了一系列改进。这些改进大都涉及催化剂活性组成，注重催化剂活性组份之间的搭配，来提高催化剂的活性与选择性，从而达到丙烯腈单程收率的提高，以及生产负荷的提高。

氨氧化法生产丙烯腈经过40多年的发展，工厂的生产能力与市场需求已接近平衡。目前丙烯腈生产的主要发展趋势，已由注重建设新装置转向原有工厂的技术改造，以进一步降低原料消耗和增加生产能力。通过对原有工厂的改造，更换高效催化剂和消除生产工艺中的瓶颈，丙烯腈的生产能力有可能提高50～80％，而所需的投资仅为新建装置的20～30％，经济效益十分巨大。

工厂改造中会产生两个问题：①流化床反应器的反应压力将上升；②催化剂的装载量不能太多。为此要求换用的催化剂应有较高的丙烯负荷和能承受较高的反应压力，并保持较高的丙烯腈收率。

从理论上来说提高催化剂的WWH应当增加催化剂对丙烯的吸附活化能力，但目前尚无催化剂中某种元素可以提高对丙烯吸附活化能力的报导。在文献CN1021638C中提出了如下组成的催化剂：

A_aB_bC_cNi_dCo_eNa_fFe_gBi_hM_iMo_jO_x

其中A为钾、铷、铯、钐、铊；B为锰、镁、锶、钙、钡、镧、稀土元素；C为磷、砷、硼、锑、铬；M为钨、钒。

上述催化剂可以得到较高的丙烯腈收率，但催化剂的丙烯负荷较低，在较高的反应压力下丙烯腈收率下降较大。另外在CN1021638C中曾规定上述催化剂组成中，i和j的总和为12，既是一个常数。在本发明中取消此项规定，因为按此规定M组分增加时钼组分将减少，会影响丙烯睛单收。

文献US5093299和US5212137中介绍了一种使用钼、铋、铁、镍、镁、钾和铯体系的催化剂进行丙烯氨氧化制备丙烯腈的催化剂。该专利中介绍，其催化剂能在通常略低的反应温度下操作，其具有较高的催化活性及优良的氧化还原稳定性，因而可适用于较低的空气/丙烯比条件操作。但应该注意的是，上述专利实施例的考察条件为固定床，430℃反应温度，没有提及实验操作中具体的反应压力与操作负荷情况数据。该固定床考察条件难以反映流化床操作的情况。

文献平8-27089中介绍了一种丙烯腈的制造方法，其采用钼、铋、铁、镁和钨体系的催化剂进行丙烯氨氧化反应，该文献实施例中的考察条件为常压。

就反应初期的丙烯腈收率而言，上述专利文件中公开的催化剂已有了较大的改进。但上述所有专利中均未涉及催化剂在较高的丙烯负荷和较高的反应压力下丙烯腈收率数据。

文献JP9401312和CN1121321A中公开了一种含钼、铋、铈、铁、镍、镁或锌中至少一种、钾或铯或铷中至少一种的丙烯氨氧化制备丙烯腈的催化剂。该专利中介绍，其催化剂在延长反应时间的情况下能有效地防止丙烯腈收率降低，但其催化剂评价是在相当低的反应压力和低的操作负荷条件下进行。

本发明的目的是要克服上述文献中存在的催化剂未涉及较高的丙烯负荷和较高的反应压力的问题，提供一种新的生产丙烯腈的流化床催化剂，该催化剂不仅在较高的丙烯负荷和较高的反应压力下操作，且具有较高的丙烯腈收率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的丙烯腈负荷较低和反应压力较低的问题，提供一种新的制备丙烯腈的流化床催化剂。该催化剂在较高的丙烯负荷和较高的反应压力下具有较高的丙烯腈收率的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种制备丙烯腈的流化床催化剂，含有以原子比计化学式如下的组合物：

A_aB_bC_cD_dK_eNi_fMg_gFe_hBi_iMo₁₂O_x

式中A选自Li、Na、Rb、Cs或Tl中的至少一种；

B选自La、Ce、Pr、Nd或Eu中的至少一种；