[发明专利]烃的气相接触氧化催化剂、其制备方法以及使用该催化剂的烃的气相氧化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烃的气相接触氧化催化剂、其制备方法以及使用该催化剂的烃的气相氧化方法。具体而言，本发明涉及一种具有改进的产率和选择性的用于烃的气相接触氧化催化剂、其制备方法以及使用该催化剂的烃的气相氧化方法。

背景技术

人们已持续尝试将丙烯或异丁烯转变为如丙烷或异丁烷的便宜的烃以作为制备丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯腈的原料。

已开发了复合金属氧化物催化剂，例如基于MoVTeNbO的催化剂用于如丙烷或异丁烷的烃的氧化，以制备丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯腈。然而，这些复合金属氧化物催化剂的烃转化率低，而且，例如，烃向丙烯酸等的转化的选择性低。该复合金属氧化物催化剂不能以足够高的产率和选择性生产丙烯酸等物质。

因此，仍然需要具有较大改进的催化活性和选择性的催化剂，但是对于催化剂的更高活性和选择性的改进是有限制的。

已有一些尝试通过向复合金属氧化物催化剂中加入其他金属而开发具有改进的选择性和活性的催化剂。

例如，美国专利第5,380,933号公开了一种催化剂，其包含添加了Nb、Ta、W、Ti、Al、Zr、Cr或Mn的Mo-V-Te的复合金属氧化物。此外，EP0767164B1、美国专利第6,036,880号、美国专利第5,231,214号、美国专利第5,281,745号或美国专利第5,472,925号公开了一种添加了Ti、Al、W、Ta、Sn、Fe、Co或Ni的Mo-V-Sb(或Te)的复合金属氧化物。

然而，在这些催化剂中，例如，作为主要组分的基于MoVTeNbO的复合金属氧化物和附加组分不能有效地结合，且附加组分不能以优选比例包含于其中。因此，对于在气相状态下氧化如丙烷或异丁烷的烃的产率和选择性的改进是有限制的。至今，还没有具有足以在商业可用程度上使用的产率和选择性的催化剂面世。

发明内容

发明概述

本发明提供了一种用于如丙烷或异丁烷的烃的气相接触氧化反应的催化剂，其中，该催化剂对于该氧化反应具有改进的产率和选择性。

本发明还提供了一种烃的气相接触氧化催化剂的制备方法。

本发明还提供了一种使用所述催化剂的高产率和选择性的烃的气相接触氧化方法。

实施方式的详细描述

本发明提供了一种烃的气相接触氧化催化剂，其包含：钼(Mo)、钒(V)、碲(Te)和铌(Nb)的复合金属氧化物；以及附着于所述复合金属氧化物上的钨(W)或氧化钨，其中，附着于所述复合金属氧化物上的钨与在所述复合金属氧化物中包含的钼的原子摩尔比在0.00001∶1至0.02∶1的范围内，更优选在0.0001∶1至0.01∶1的范围内，或最优选在0.0001∶1至0.002∶1的范围内。

所述催化剂包含：由化学式I表示的钼(Mo)、钒(V)、碲(Te)和铌(Nb)的复合金属氧化物；以及附着于该复合金属氧化物上的钨(W)或氧化钨：

Mo_1.0V_aTe_bNb_cO_n    (I)

其中，

a、b或c各自为钒、碲或铌的原子摩尔比，条件是0.01≤a≤1，且优选0.2≤a≤0.4，0.01≤b≤1且优选0.1≤b≤0.3，以及0.01≤c≤1且优选0.05≤c≤0.2；以及

n为氧的原子摩尔比，其由钒、碲和铌的价态和原子摩尔比决定。

本发明提供了一种制备根据权利要求1所述的烃的气相接触氧化催化剂的方法，该方法包括以下步骤：制备钼(Mo)前驱体、钒(V)前驱体、碲(Te)前驱体、铌(Nb)前驱体和酸的第一混合物；通过煅烧所述第一混合物制备钼(Mo)、钒(V)、碲(Te)和铌(Nb)的复合金属氧化物；制备该复合金属氧化物和钨前驱体的第二混合物；以及煅烧所述第二混合物。

本发明提供了一种烃的气相氧化方法，该方法包括在所述催化剂的存在下在气相状态下氧化烃。

含有丙烷或异丁烷等的烃的所述气相氧化可以以高产率和选择性制备，例如，丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯腈。

以下，将根据本发明的具体实施方式更详细地描述用于烃的气相接触氧化的催化剂、其制备方法以及使用该催化剂的烃的气相氧化方法。