[发明专利]用于烃的气相接触氧化的催化剂、其制备方法和使用该催化剂的烃的气相氧化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在烃的气相接触氧化中使用的催化剂、其制备方法以及使用该催化剂的烃的气相氧化方法。更具体而言，本发明涉及具有提高的产率和选择性的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。

背景技术

人们不断地尝试将生产丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯腈的起始原料由丙烯或异丁烯变为更价廉的烃，例如，丙烷或异丁烷。

已经开发出复合金属氧化物催化剂(例如基于MoVTeNbO的催化剂)用于烃(例如，丙烷或异丁烷)的氧化以制备丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯腈。然而，该复合金属氧化物催化剂的烃转化率较低，以及例如，由烃转化为丙烯酸的选择性较低等。所述复合金属氧化物催化剂不能以足够高的产率和选择性地生产丙烯酸等。

因此，仍然需要具有更高的催化活性和选择性的催化剂，但是在提高催化剂的更高活性和选择性方面存在限制。

还有人尝试通过将其它金属加入到所述复合金属氧化物催化剂中以开发具有提高的选择性和活性的催化剂。

例如，美国专利第5,380,933号公开了向包含Mo-V-Te复合金属氧化物中加入Nb、Ta、W、Ti、Al、Zr、Cr或Mn的催化剂。此外，EP 0 767 164 B1、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号公开了向包含Mo-V-Sb(或Te)的复合金属氧化物中加入Ti、Al、W、Ta、Sn、Fe、Co或Ni的催化剂。

然而，在这些催化剂中，例如，作为主要成分的基于MoVTeNbO的复合金属氧化物与加入的组分不能有效地结合，且不能以优化的比例包含加入的组分。因此，在提高氧化气相形式的烃(例如丙烷或异丁烷)的反应产率和选择性方面存在限制。到目前为止，还没有出现具有足以用于工业生产水平的产率和选择性的催化剂。

发明内容

本发明提供了一种在烃(例如，丙烷或异丁烷)的气相接触氧化反应中使用的催化剂，其中，该催化剂对该氧化反应具有提高的产率和选择性。

此外，本发明提供了制备用于烃的气相接触氧化的催化剂的方法。

本发明还提供了通过使用所述催化剂高产率和高选择性地用于烃的气相接触氧化的方法。

具体实施方式

本发明提供了一种用于烃的气相接触氧化的催化剂，其包含钼(Mo)、钒(V)、碲(Te)和铌(Nb)的复合金属氧化物；和附着在该复合金属氧化物上的钯(Pd)或氧化钯，其中，附着在所述复合金属氧化物上的钯与包含在所述复合金属氧化物中的钼的原子摩尔比在0.00001∶1～0.02∶1，更优选0.0001∶1～0.01∶1，或者最优选0.0001∶1～0.003∶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；和附着在该复合金属氧化物上的钯(Pd)或氧化钯，

Mo_1.0V_aTe_bNb_cO_n    (I)

其中，

a、b或c独立地为钒、碲或铌的原子摩尔比，前提是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、碲和铌的化合价和原子摩尔比决定。

本发明提供了根据权利要求1所述的制备用于烃的气相接触氧化的催化剂的方法，该方法包括如下步骤：制备钼(Mo)前体、钒(V)前体、碲(Te)前体、铌(Nb)前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；制备所述复合金属氧化物和钯前体的第二混合物；和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，其包括在催化剂的存在下氧化气相形式的烃。

所述烃(包含丙烷、异丁烷等)的气相氧化可以以高产率和高选择性地制备，例如，丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯腈。

在下文中，根据本发明具体的实施方式将更加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。

在一个实施方式中，用于烃的气相接触氧化的催化剂包含：钼(Mo)、钒(V)、碲(Te)和铌(Nb)的复合金属氧化物；和附着到该复合金属氧化物上的钯(Pd)或氧化钯，其中，钯与包含在所述复合金属氧化物中的钼的原子摩尔在0.00001∶1～0.02∶1的范围内。