[发明专利]高空隙大孔载体及其应用和丙烯醛氧化制丙烯酸的催化剂

说明书

本发明提供一种高空隙大孔载体及其应用和催化剂，该载体的孔隙率为40％‑65％，平均孔径为0.6um‑18um。采用本发明载体的催化剂，丙烯醛转化率可达98％以上，丙烯酸收率可达95％以上，取得了较好的技术效果，可用于丙烯酸的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种高空隙大孔载体及其应用和丙烯醛氧化制丙烯酸的催化剂。

背景技术

丙烯醛是最简单的不饱和醛，是一种重要的化工合成中间体，广泛用于甲基吡啶、吡啶、戊二醛和丙烯酸等重要化工产品的合成。丙烯酸是重要的有机化工原料，主要用来制造丙烯酸酯类等多功能高分子材料，广泛应用于造纸、皮革、涂料、纺织、塑料、橡胶、油品添加剂及石油开采等领域。近年来，丙烯酸的市场需求在世界范围内不断增加，丙烯酸的生产也一直是研究的热点。

目前通过丙烯醛氧化法合成丙烯酸已在工业上大规模使用。丙烯醛氧化法合成丙烯酸所用的催化剂一般为Mo-V系列的氧化物，该催化剂基本元素为Mo、V，并添加了其他用于改善催化剂性能的元素，比如Nb、Sn、Cr、W、Fe、Co、Ni、Sb等。US Pat7220698B2介绍了把一种微量的催化剂毒物引入到催化剂制备过程中，抑制催化剂的热降解，提供催化剂的稳定性。US7456129B2介绍了在催化剂载体制备中改变酸含量、控制酸强度，改善了催化剂性能。CN1697701、CN1210511提出了一种复合氧化物催化剂的制备方法，是将各元素组分混合液(含Fe、Co、Mo、V、Bi、Ni等)共沉淀，干燥成粉末，再通过压片、挤出成型，最后焙烧得到复合氧化物催化剂。通过以上几种方法可以成功制备丙烯酸催化剂，并改善催化剂性能，但催化剂机械强度差，催化活性比较低，因而实际应用会受到限制。

将催化剂活性组分负载到高空隙高强度的载体上，可以增加催化剂的机械强度，大大增加活性组分负载量，并使催化剂活性组分之间通过协同作用得到很大程度上的发挥，并提供合适的传质传热通道，能提高催化剂的活性和选择性。CN1130172(丙烯酸的制备方法)介绍了一种球型催化剂的制备方法，将载体加入到活性组分混合液中，蒸发干燥，使得活性组分沉积在载体的表面。CN108325533A也公布了一种利用惰性载体负载活性组分的催化剂，能提高催化剂的活性和选择性。但现有技术得到的丙烯酸催化剂的催化活性、选择性及收率需要进一步提高，而且，载体的空隙孔径不够大，在活性组分的负载过程中存在困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有催化剂丙烯醛转化率低和丙烯酸收率低的缺陷，提供一种高空隙载体，使用该载体的新的丙烯酸生产用催化剂，具有丙烯醛转化率高和丙烯酸收率高的特点。

本发明提供一种高空隙大孔载体，该载体的孔隙率为40％-65％，平均孔径为0.6um-18um。

优选地，所述载体的孔隙率为45-60％，平均孔径为0.8um-14um；

和/或所述载体为氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙中的至少一种。

优选地，所述载体的制备方法包括：

(1)将无机氧化物、成孔剂和粘结剂混合，捏合成团，并制成颗粒；

(2)将所得颗粒在20-180℃干燥；

(3)在200-300℃预烧；

(4)在500-1600℃分两步焙烧：第一步，在1000-1600℃无氧气氛下焙烧；第二步，500-1000℃在含氧气氛中焙烧。

优选地，无氧气氛为惰性气氛，例如氮气气氛。

优选地，所述成孔剂为活性炭、木炭和石墨中的至少一种；和/或

所述粘结剂为纤维素、糖和淀粉中的一种或多种；和/或所述无机氧化物选自氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙中的至少一种。

优选地，无机氧化物、成孔剂与粘结剂的重量比为20-40：1-5：1。