[发明专利]一种硫化包覆型的氨氧化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种硫化包覆型的氨氧化催化剂及其制备方法和应用，所述氨氧化催化剂包括活性组分和载体，所述活性组分以原子比计算满足如下结构：(MoS₂)_aAs_bGe_cSe_dSi_eX_fY_gO_x，其中，X选自La、Pr、Pm或Sm中的一种或多种，Y选自Ir、Pt、Rh或Ru中的一种或多种；a＝0.1～30、b＝0.2～20、c＝0～2.5、d＝0～2.5、e＝10～90、f＝0.01～8，g＝0.001～2；且0.2＜(a+b)/e＜1.8，0.01＜c+d＜5，5＜f/(c+d+g)≤80；x由其它元素的氧化程度决定；上述催化剂在二甲苯氨氧化制苯二甲腈反应中，转化率和选择性高、稳定性好、适合工业化生产。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种硫化包覆型的氨氧化催化剂及其制备方法，以及该催化剂在二甲苯氨氧化制备苯二甲腈中的应用。

背景技术

芳香腈是具有广泛用途的精细化学品，利用其氰基加氢、加成、缩合、聚合、水解、卤化等反应，可合成一系列的精细化工产品，是制造农药、医药、染料、香料、油品、燃料添加剂等的重要原料，也常用于生产聚酯树脂和聚酯纤维。例如，间苯二甲腈经氯化合成的四氯间苯二甲腈是一种高效低毒的广谱杀菌剂；间苯二甲腈经加氢制得的间苯二甲胺是一种性能较优的环氧树脂固化剂，下游可进一步生产异氰酸酯和高阻隔性尼龙材料。

芳香腈可通过化学合成和气相氨氧化等工艺进行生产，目前利用二甲苯、氨和空气经氨氧化一步反应合成间苯二甲腈或其异构体是其最为简洁、经济的生产方法，其工艺核心技术为催化剂的开发以及对应的反应器选型。

二甲苯氨氧化催化剂主要有V-Cr、V-P、V-Sb和Sb-Fe四种体系，其中V-Cr系催化剂因其易于放大生产、批次稳定性好和反应活性较高的特点，得到了较为广泛的应用。但V-Cr系催化剂也存在深度氧化、副反应较多、消耗大量氨的问题，使反应生成大量的CO、CO₂、HCN，目标产物间苯二甲腈选择性和收率较低，还存在较大的优化空间。

专利CN1268399A中公开了一种间二甲苯氨氧化制间苯二甲腈细颗粒流化床催化剂V_1.0Cr_aA_bB_cC_dO_x,其中，A选自P、B或As的氧化物；B选自Li、Na、K或Cs中的至少一种氧化物；C选自Mn、Mg、Sb、Pb、Fe、Mo、W或稀土元素，主要是解决催化剂难以适应流化床要求或使用价格较贵的原料或反应选择性差的缺点。日本专利特公昭61-4388中公开了一种V-Cr-Ba/SiC催化剂，其间苯二甲腈收率为54％。日本专利昭45-19051中公开了一种V-Cr-Mo/Al₂O₃催化剂，间苯二甲腈收率为79.8％。日本专利昭47-34337中公开了一种V-Cr-P/SiO₂催化剂，间苯二甲腈收率为54.0％。日本专利昭45-19050中公开了一种V-Cr-Pb/Al₂O₃催化剂，间苯二甲腈收率为79.3％。日本专利昭45-20893中公开了一种V-Cr-Co/Al₂O₃催化剂，间苯二甲腈收率为78.6％。