一种气相氧化催化剂、制备方法及生产邻苯二甲醛的方法技术

本发明专利技术公开了一种气相氧化催化剂、制备方法及生产邻苯二甲醛的方法。所述催化剂为Mo

【技术实现步骤摘要】
一种气相氧化催化剂、制备方法及生产邻苯二甲醛的方法


[0001]本专利技术涉及催化剂
，进一步地说，是涉及一种气相氧化催化剂、制备方法及生产邻苯二甲醛的方法。

技术介绍

[0002]邻苯二甲醛(OPA)属于醛类高级消毒产品，与传统消毒剂相比，具有快速、高效、持久、安全、温和的特点，主要应用于高级医疗器械的消毒，售价约100万元/吨，由于其优异的消毒性能，被誉为替代戊二醛的第四代新型高水平消毒剂，应用规模不断扩大。
[0003]目前工业上主要采用邻二甲苯溴代水解或氯代水解的方法进行合成，但是溴代法成本较高，氯代法整体收率较低(约30％)，其它合成方法如邻苯二甲醇硝酸氧化法存在原料昂贵，反应生成氮氧化物对环境造成污染，反应放热剧烈，不易控制的缺点；萘臭氧化法存在产品不易分离，产品纯度低，贵金属催化剂不方便回收利用，反应的设备投资过高等缺点，造成无法工业化。
[0004]采用邻二甲苯为原料开发对苯二甲醛气相氧化合成方法，有助于扩大工业生产规模，提高高级消毒剂产能，拓展其使用范围。但是目前的对苯二甲醛气相氧化合成方法的催化剂组成为V/Ag/W/Ru等氧化物，转化率较低。
[0005]中国专利CN110961104A公开了一种钒银钨金属氧化物催化剂，其中实施例11的邻二甲苯的转化率仅为10.3％，邻苯二甲醛的收率仅为9.4％。
[0006]因此，开发一种新型催化剂，提高邻苯二甲醛的收率是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中出现的问题，本专利技术提供了一种气相氧化催化剂、制备方法及生产邻苯二甲醛的方法。本专利技术通过催化剂调节选择性氧化过程，在气相反应过程中提高产物邻苯二甲醛的收率。
[0008]本专利技术的目的之一是提供一种气相氧化催化剂。
[0009]所述催化剂为Mo
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V
a
Fe
b
A
c
B
d
C
e
O
x
，
[0010]其中A选择K、Cs、Rb中的一种或多种；
[0011]B选自硼和/或磷；
[0012]C选自Nb、Sb、In中的一种或多种；
[0013]a、b、c、d、e、x分别代表相应元素的原子比例，
[0014]其中a＝1～2，b＝5～10，c＝0.3～0.5，d＝1.3～1.6，e＝0.9～1.1；
[0015]x为构成复合氧化物所需要的氧原子数。
[0016]本专利技术的目的之二是提供一种所述的催化剂的制备方法。
[0017]所述方法包括：
[0018]步骤1：将钼化合物、钒化合物溶于水或稀硝酸溶液中，得到金属盐类溶液s1；将铁化合物、含有A组分的化合物、含有B组分的化合物溶解于稀硝酸溶液中，得到金属盐类溶液
s2；将含有C组分的化合物分散于亲水性有机溶剂中，得到分散体系g1；
[0019]步骤2：将分散体系g1及金属盐类溶液s2滴入金属盐类溶液s1溶液中，调节pH值4-8，得到的浆状液在50℃～90℃继续搅拌熟化1～12小时；
[0020]步骤3：熟化后的浆状液蒸发干燥、焙烧；粉碎成型制得所述气相氧化催化剂。
[0021]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0022]步骤1中，
[0023]所述钼化合物为选自钼酸铵、氧化钼中的一种或组合；和/或，
[0024]所述钒化合物为选自偏钒酸铵、五氧化二钒中的一种或组合；和/或，
[0025]所述铁化合物为选自硝酸铁、柠檬酸铁中的一种或组合。
[0026]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0027]含有A组分的化合物，含有B组分的化合物，含有C组分的化合物分别独立地选自氧化物、铵盐、硝酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、卤化物、草酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐中的至少一种；和/或，
[0028]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0029]所述亲水性有机溶剂选自一元醇、多元醇、水溶性醚和水溶性酰胺中的至少一种；更优选选自甲醇、乙醇、乙二醇二甲醚、甲酰胺、N，N-二甲基酰胺中的至少一种。本专利技术中加入了亲水性有机溶剂作为分散剂以增强各组分之间的混合均匀程度。亲水性有机溶剂的加入量不做特别限定，以含有C组分的化合物能充分分散为宜，技术人员可以根据实际情况确定。
[0030]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0031]步骤2，调节pH值为5-7，得到的浆状液在60-70℃继续搅拌熟化3-8小时；可采用弱碱调节pH值，优选采用氨水。
[0032]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0033]步骤3，焙烧温度为300℃～600℃；更优选300℃～500℃。
[0034]本专利技术的目的之三提供一种由所述制备方法得到的催化剂。
[0035]本专利技术的目的之四提供一种采用所述的催化剂生产邻苯二甲醛的方法。
[0036]邻二甲苯在催化剂的作用下与空气进行氧化反应制得邻苯二甲醛；
[0037]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0038]反应温度为400～550℃，空速5000～10000hr-1
。
[0039]本专利技术具体可采用以下技术方案：
[0040]本专利技术提供了一种邻二甲苯气相氧化生产邻苯二甲醛的方法，该方法以邻二甲苯为原料，与含分子氧的气相催化氧化反应得到邻苯二甲醛，使用固定床反应器，物料在反应管床层中自上向下流动。该气相氧化方法的其特征在于使用的氧化催化剂有效元素组成为：Mo
12
V
a
Fe
b
A
c
B
d
C
e
，其中A选择K、Cs、Rb中的一种或多种，B选自硼、磷中一种或多种，C选自Nb、Sb、In中的一种或多种；a、b、c、d、e、x分别代表相应元素的原子比例，其中a＝1～2，b＝5～10，c＝0.3～0.5，d＝1.3～1.6，e＝0.9～1.1。
[0041]步骤1：根据催化剂配方比例，将适量的含钼、钒化合物溶于适量的去离子水或稀硝酸溶液中，得到金属盐类溶液s1；将适量的铁化合物、含有A组分的化合物、含有B组分的化合物溶解于适量的稀硝酸溶液中，得到金属盐类溶液s2；将含有C组分的化合物分散于溶
有一定量亲水性有机溶剂中，得到分散体系g1。
[0042]步骤2：将分散体系g1及金属盐类溶液s2滴入金属盐类溶液s1溶液中，用氨水调节pH值，得到的浆状液在60℃下继续搅拌熟化4小时。
[0043]步骤3：所得的浆状液在蒸发干燥后焙烧活化8小时。得到的块状物进行磨碎，并进一步成型，制得邻苯二甲醛催化剂。
[0044]在本专利技术所述的制备方法中，所述钼化合物为选自钼酸铵、氧化钼中的一种或者多种，优选钼酸铵；所述钒化合物为选自偏钒酸铵、五氧化二钒中的一种或者多种，优选偏钒酸铵；所述铁化合物为选自硝酸铁、柠檬酸铁中的一种或者多种，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气相氧化催化剂，其特征在于：所述催化剂为Mo
12
V
a
Fe
b
A
c
B
d
C
e
O
x
，其中A选择K、Cs、Rb中的一种或多种；B选自硼和/或磷；C选自Nb、Sb、In中的一种或多种；a、b、c、d、e、x分别代表相应元素的原子比例；其中a＝1～2，b＝5～10，c＝0.3～0.5，d＝1.3～1.6，e＝0.9～1.1。2.一种如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于所述方法包括：步骤1：将钼化合物、钒化合物溶于水或稀硝酸溶液中，得到金属盐类溶液s1；将铁化合物、含有A组分的化合物、含有B组分的化合物溶解于稀硝酸溶液中，得到金属盐类溶液s2；将含有C组分的化合物分散于亲水性有机溶剂中，得到分散体系g1；步骤2：将分散体系g1及金属盐类溶液s2滴入金属盐类溶液s1溶液中，调节pH值为4-8，得到的浆状液在50-90℃继续搅拌熟化1-12小时；步骤3：熟化后的浆状液蒸发干燥、焙烧；粉碎成型后制得所述气相氧化催化剂。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述钼化合物为选自钼酸铵、氧化钼中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：安欣，伊卓，袁滨，刘玉芬，师慧敏，张东顺，张作峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：