[发明专利]VPO催化剂及制备和在甲醇和乙醇反应制丙烯醛中应用

权利要求书

1.一种VPO催化剂在甲醇和乙醇混合溶液或其含水混合溶液反应制备丙烯醛中的应用，其特征在于：

所述VPO的制备过程如下：

将五氧化二钒置于苯甲醇、或异丁醇、或苯甲醇和异丁醇的混合醇溶液中回流，每100mL醇溶液中加入5–15g五氧化二钒，然后加入质量分数为45-85%磷酸回流，磷酸使用量按P/V摩尔比为1.0–1.6计算加入，不加入或于加入磷酸时加入5–60mg/mL醇溶液的表面活性剂，最后经干燥焙烧活化制得VPO催化剂。

2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述混合醇中苯甲醇与异丁醇的体积比为3:1–1:3；

所述醇溶液中回流温度为110–160 ^oC；回流时间为2 - 12 h；

所述磷酸回流温度为110–160 ^oC；回流时间为12 - 48 h。

3.按照权利要求1或2所述的应用，其特征在于：

所述表面活性剂为：PVPK30，PVPK150，PVPK90， PEG200，PEG2000，或PEG8000；其中PVPK30的平均分子量为40000，PVPK150的平均分子量为180000；PVPK90的平均分子量为630000。

4.按照权利要求1或2所述的应用，其特征在于：

所述干燥过程温度为80–160 ^oC；鼓风干燥或真空干燥；干燥时间为4 - 24 h；

所述焙烧过程温度为400–800 ^oC；气氛为空气、氮气或氢气；焙烧时间为4–24 h；

所述活化过程温度为400–800 ^oC；气氛为丁烷与空气的混合气，混合器中丁烷的体积分数为0.5–6 %；活化时间为 4–48 h。

5.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述VPO的制备过程中，将五氧化二钒置于苯甲醇、或异丁醇、或苯甲醇和异丁醇的混合醇溶液中回流，每100 mL醇溶液中加入5–10 g五氧化二钒，然后加入质量分数为45 -85%磷酸回流，磷酸使用量按P/V摩尔比为1.2–1.6计算加入，不加入或于加入磷酸时加入10–40 mg/mL醇溶液的表面活性剂，最后经干燥焙烧活化制得VPO催化剂；

所述混合醇中苯甲醇与异丁醇的体积比为1:1–1:3；

所述醇溶液中回流温度为120–140 ^oC；回流时间为3 - 6 h；

所述磷酸回流温度为120–140 ^oC；回流时间为12 - 24 h；

所述干燥过程温度为100–140 ^oC；鼓风干燥或真空干燥；干燥时间为6 -12 h；

所述焙烧过程温度为600–800 ^oC；气氛为空气、氮气或氢气；焙烧时间为4–12 h；

所述活化过程温度为600–800 ^oC；气氛为丁烷与空气的混合气，其中混合气中丁烷的体积分数为0.5–3 %；活化时间为 4–24。

6.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：所述的反应过程为：甲醇和乙醇的混合溶液或其含水混合溶液在所述VPO催化剂上，催化剂成型后使用20-80 mesh，于固定床反应器中200-400 ^oC，含氧气氛中发生反应后，可在固定床冷凝器中收集到丙烯醛溶液，经提纯，可获得产物丙烯醛。

7.按照权利要求1或6所述的应用，其特征在于：

所述甲醇和乙醇的混合溶液或其含水混合溶液中甲醇和乙醇的摩尔比为(1 - 10)：1，水含量为1 wt% - 30 wt%，压力为0.05 – 2 MPa, 反应过程的体积空速为500 - 5000 h^-1。

8.按照权利要求6或7所述的应用，其特征在于：

所述甲醇：乙醇：氧气：N₂摩尔比为(1 - 10)：1：(2 - 8)：(20 - 80)。