[发明专利]一种甲醇氧化制甲醛催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种甲醇氧化制甲醛催化剂及其制备方法。所述催化剂为一种含有铁钼的氧化物催化剂，还添加有铷、铯、镁、锶、铈中的一种或多种金属氧化物，能够降低氧化反应温度，增加催化剂的稳定性。该催化剂采用共沉淀法制备，在制备的烘干步骤添加了保湿剂，在制备过程的烘干步骤添加保湿剂能使催化剂能更好的形成钼酸铁晶体，减少游离的铁离子，从而提高催化剂的活性和稳定性，延长催化剂的寿命。该方法制备的催化剂在工业上具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种甲醇氧化制甲醛的催化剂及其制备方法。

背景技术

甲醛是重要的基本有机化工原料，对未来能源结构的调整和化学工业的发展有着举足轻重的作用。现代工业甲醛主要采用甲醇氧化法生产。工业生产甲醛所采用催化剂主要有银催化剂和铁钼催化剂，自1952年铁钼催化剂用于甲醇氧化制甲醛后，因其反应温度低，收率高的优点，得到了广泛应用。

目前公开的铁钼催化剂制甲醛的专利已有很多，如US3846341是铁钼二组份的凝胶催化剂。US3408309所述催化剂是在铁钼元素基础上添加了少量钨和钴的氧化物，提高催化剂的性能。US4420421描述采用不同的原料钼酸钠，使甲醇的转化率为93％～95％，选择性提高到92％。CN100413584C描述在铁钼组份中添加助剂铬和钒的氧化物形成四组份，甲醇的转化率能达到98.5％，甲醛选择性94.6％。CN1792444B描述温度在20～100℃的水悬浮液中，使Mo/Fe比处于1.5～5之间的铁粉和三氧化钼反应，选用氧化剂将铁和钼的价态氧化成最高价，催化剂活性：甲醇转化率98.67％，甲醛收率92.12％。

以上现有技术中通过添加助剂或者添加氧化剂使铁和钼的价态处于最高从而提高催化剂的活性，从催化剂的失活原因分析是铁的氧化增多，铁的氧化物的存在能抑制催化剂的活性，缩短催化剂寿命。

发明内容

本发明提供一种应用于甲醇氧化制甲醛的催化剂，该催化剂能够降低反应温度，增加催化剂的稳定性。

本发明还提供一种制备所述催化剂的方法，催化剂采用共沉淀法制备，在制备烘干步骤中添加了保湿剂，使浆料在烘干过程中减缓水分的蒸发，使催化剂前驱体中的游离铁离子与三氧化钼能更好的结晶生成钼酸铁晶体，减少游离的铁离子，从而提高催化剂的活性和稳定性，延长催化剂的寿命。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种甲醇氧化制甲醛的催化剂，包括以下组成：Mo_aFe_bRb_cCs_dMg_eSr_fCe_gO_x，

a、b、c、d、e、f、g、x分别表示相应元素占催化剂质量的百分含量。其中，a＝32％～60％，优选35％～55％；b＝8％～25％，优选10％～20％；c＝0％～1.5％，优选0％～0.9％；d＝0％～1.2％，优选0％～0.7％；e＝0％～1.6％，优选0％～1％；f＝0％～1.5％，优选0.1％～0.8％；g＝0％～2.0％，优选0％～1.6％；并且c+d+e+f+g＝0％～7.8％，优选0.1％～5％；x为满足各元素化合价所需要氧的百分含量。

一种甲醇氧化制甲醛催化剂的制备方法，包含以下步骤：按照比例，

a)将钼盐水溶液与铁盐水溶液并流加入到助剂元素盐水溶液中进行共沉淀，使用碱或者酸将共沉淀过程pH值控制在1.0～3.0，优选1.5～2.8；共沉淀过程中体系温度控制在60～90℃；

b)共沉淀结束后在60℃～90℃老化，老化时间8～28h，过滤洗涤，得到滤饼；

c)将滤饼与保湿剂混合，在50℃～90℃干燥10～28小时，然后在150℃～200℃干燥20h～30h，得到催化剂粉体；