[发明专利]氨氧化反应催化剂组合物

说明书

本发明涉及一种用于丙烯或异丁烯的气相氨氧化反应中的催化剂组合物。特别是，本发明涉及一种氨氧化催化剂组合物，该组合物含有一种氧化催化剂和一种使氧化催化剂载于其上的二氧化硅载体，氧化催化剂含有钼、铋、铁和至少一种选自钾、铷和铯元素的氧化物，其中铋、铁和所述至少一种元素以特定的比例存在，氨氧化催化剂组合物是一种使用有非常低含量的铝的一种硅溶胶作为二氧化硅源制成的组合物。当本发明的氨氧化催化剂组合物用于在商业规模上由丙烯制备丙烯腈或由异丁烯制备甲基丙烯腈时，所希望得到的丙烯腈或甲基丙烯腈可以高选择性制得。

已经有公知的一种由丙烯制备丙烯腈或由异丁烯制备甲基丙烯腈的方法，所述制备是通过丙烯或异丁烯的气相氨氧化反应进行的，这种方法包括使丙烯或者异丁烯与氨和一种含有分子氧的气体反应。这种普遍称为氨氧化法的方法已经在商业规模上实施。关于用于该氨氧化法中的催化剂及其制备方法，已经有一些提议，其中催化剂有含钼、铋和铁的组合物。

例如，US4965393、US5071814、US4192776、已审查的日本专利申请公开54-12913、US4123453、US3746657、US4264476、US4228098、US4290922、US4139552、US4162234、US4443556、US4600541、和US5093299公开了氧化催化剂及其制备方法，其中氧化催化剂有含钼、铋和铁的多组分组合物。

在上述所有专利文献中，氧化催化剂被载在一种二氧化硅载体上，而且在这样的氧化催化剂的制备方法中，使用一种硅溶胶作为二氧化硅来源。然而，关于硅溶胶的纯度，在那些专利文献中并没有描述。

关于用于丙烯或异丁烯的氨氧化中的氨氧化催化剂组合物，它包括由钼、铋、铁和至少一种选自钾、铷和铯的元素的氧化物构成的氧化催化剂，和使氧化催化剂载于其上的二氧化硅载体，本发明对于要被用作二氧化硅源的硅溶胶的物理和化学性质进行了广泛和深入细致的研究。结果是，我们发现借助于使用有作为杂质的非常低含量的铝的高纯度硅溶胶制得的催化剂组合物，可以在高选择性下制得所希望得到的丙烯腈或甲基丙烯腈。本发明的完成是基于这种新的发现。

从而，本发明的一个目的是提供一种改进的氨氧化催化剂组合物，该组合物含有一种氧化催化剂和一种使氧化催化剂载于其上的二氧化硅载体，氧化催化剂组合物含有钼、铋、铁和组分A的氧化物，组分A是至少一种选自钾、铷和铯的元素，当用于以商业规模由丙烯制备丙烯腈或由异丁烯制备甲基丙烯腈时，所述氨氧化催化剂组合物能够在高选择性下制得所希望得到的丙烯腈或甲基丙烯腈。

本发明的另一个目的是提供一种使用上述改进的氨氧化催化剂组合物由丙烯制备丙烯腈或由异丁烯制备甲基丙烯腈的方法。

本发明的上述和其它目的、特征和优点将从下述详细描述和所附的权利要求中显示出来。

本发明的一个方面提供一种用于通过丙烯或异丁烯的氨氧化反应由丙烯制备丙烯腈或由异丁烯制备甲基丙烯腈的氨氧化催化剂组合物，该组合物含有一种氧化催化剂和一种使氧化催化剂载于其上的二氧化硅载体，其中二氧化硅载体存在量为40至60％(wt)，该量基于氧化催化剂和二氧化硅载体的总重。氧化催化剂含有钼、铋、铁、和组分A的氧化物，组分A是至少一种选自钾、铷和铯的元素，其中铋、铁、和组分A的存在量分别为0.1至6，0.1至8和0.01至0.5，该量以相对于十二个钼原子的原子比表示。氨氧化反应催化剂组合物的制备通过下述步骤完成：提供一种由硅溶胶和氧化催化剂的组成金属元素源构成的浆液，并喷雾干燥该浆液，然后煅烧，其中硅溶胶有0.04或更小的铝含量，该量以相对100个硅原子的原子比表示。

本发明的含有氧化催化剂和有载于其上的氧化催化剂的二氧化硅载体的氨氧化催化剂组合物有一个基本的特征，氨氧化催化剂组合物是一种使用有0.04或更少、优选0.02或更少铝含量的硅溶胶体为二氧化硅源制得的组合物，所述量以相对100个硅原子的原子比表示。

用于本发明的氨氧化催化剂组合物的硅溶胶可以无任何具体限制地选自通过各种制备方法获得的高纯度硅溶胶，只要作为杂质存在于硅溶胶中的铝量不大于本发明所限定的上述上限即可。关于高纯度硅溶胶的制备方法，可以参考例如US4624800，未审的日本专利申请公开说明书61-158810和63-285112，EP464289，未审的日本专利申请公开说明书5-85718和审查过的日本专利申请公布55-10534。