[发明专利]具有选择性共产物HCN生产的氨氧化催化剂

说明书

可用于将选自丙烯、异丁烯或其混合物的烯烃转化成丙烯腈、甲基丙烯腈、氰化氢和乙腈及其混合物的催化剂组合物和方法，其中催化剂显示与现有技术催化剂相比对氰化氢提高的选择性。

发明背景。

发明领域

本发明涉及用于将不饱和烃氨氧化成相应的不饱和腈的改良催化剂，该催化剂意外地提高氰化氢(HCN)共产物的产率，而不显著降低不饱和腈的产率。具体地讲，本发明涉及用于丙烯和/或异丁烯分别氨氧化成丙烯腈和/或甲基丙烯腈以及氰化氢(HCN)和乙腈共产物的改良催化剂组合物，所述催化剂显示与现有技术催化剂比较对氰化氢提高的选择性，其中所述催化剂包括包含铋、钼、铁、铈和其它促进剂元素的金属氧化物的复合物，并且其中所述催化剂的特征为催化剂中所含的铁与铋和铈之比。

现有技术描述

用适合元素促进的含铁、铋和钼的氧化物的催化剂已长期用于丙烯和/或异丁烯在升高的温度下在氨和氧(通常以空气形式)存在下转化以制备丙烯腈和/或甲基丙烯腈。具体地讲，英国专利1436475、美国专利4,766,232、4,377,534、4,040,978、4,168,246、5,223,469和4,863,891各自涉及可用第II族元素促进以产生丙烯腈的铋-钼-铁催化剂。另外，美国专利5,093,299、5212,137、5,658,842、5,834,394和CN103418400涉及显示生成丙烯腈的高产率的铋-钼促进的催化剂。

本发明部分涉及用铈促进的铋-钼-铁催化剂，该催化剂包含比较早世代的组成相似的催化剂更高量的具有白钨矿晶体结构的铈-铋-钼相。此类催化剂教导于美国专利8,153,546、8,258,073、8350075、8420566、8455388、9,211,572、9,358,528和美国公开号2016/0175817。

本发明部分涉及提供提高的氰化氢产量的经促进铋-钼-铁氨氧化催化剂。美国专利5,840,648教导一种掺入钙的经促进铋-钼-铁氨氧化催化剂，该催化剂提供提高的氰化氢产量，而不显著降低丙烯腈产量。美国专利7576232教导向氨氧化催化剂加入各种钼酸盐化合物，以改变催化剂性能，从而提高氰化氢产率，并抑制从这种氨氧化催化剂损失钼。

发明概述

本发明涉及用于将丙烯氨氧化成丙烯腈、氰化氢和乙腈的改良方法和催化剂。该方法和催化剂的特征为比先前用其它方法和催化剂实现的更高的丙烯到氰化氢的总转化率，和更高的丙烯到丙烯腈、氰化氢和乙腈的总转化率。历史上，提供提高的氰化氢产率的催化剂这样做伴随着丙烯腈产率的相应降低。本发明的催化剂不符合这一历史趋势。本发明的方法和催化剂提供提高的氰化氢产量，而不显著降低丙烯腈产量，并且总体上提高丙烯腈、氰化氢和乙腈的产量。

在一个实施方案中，本发明涉及一种包含金属氧化物的复合物的催化剂组合物，其中所述催化剂中所列元素的相对比率由下式表示：

Mo_m Bi_a Fe_b A_c D_d E_e F_f G_g Ce_h Cr_n Q_q O_x

其中

A为至少一种选自锂、钠、钾、铷和铯的元素；

D为至少一种选自镍、钴、锰、锌、镁、钙、锶、镉和钡的元素；

E为至少一种选自钨、硼、铝、镓、铟、磷、砷、锑、钒和碲的元素；

F为至少一种选自镧、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、钛、锆、铪、铌、钽、铝、镓、铟、铊、硅、铅和锗的元素；

G为至少一种选自银、金、钌、铑、钯、锇、铱、铂和汞的元素；

Q为钐、镨和钕中的至少一种；并且