一种耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114931955A(43)申请公布日2022.08.23(21)申请号202210573922.6B01J35/10(2006.01)(22)申请日2022.05.25B01J35/00(2006.01)C07C47/04(2006.01)(71)申请人西南化工研究设计院有限公司地址610000四川省成都市高新区高朋大道5号(72)发明人乔莎苏敏张明胜赵丹张新波郑珩杜勇李季陈鹏赵安民华波郭雄李倩李启强颜智(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214专利代理师吕玲(51)Int.Cl.B01J23/887(2006.01)C07C45/38(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂及制备方法(57)摘要本发明提供一种耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂及制备方法，属于催化剂领域。催化剂包括耐高温材料、活性组分、活性助剂和成型助剂。耐高温材料包含氧化镁与氧化铝或氧化铝与氧化硅的复合氧化物，活性组分包含氧化铁、氧化钼，活性助剂包含氧化银、氧化铌、氧化锌和氧化铒，成型助剂包含硬脂铝、硬脂酸钙、硬脂酸镁、石墨。本发明还提供催化剂的制备方法。本发明通过在催化剂制备过程中添加耐高温材料和活性助剂，使催化剂在高温条件下长周期运行后仍保持较高的强度和催化活性，甲醇氧化制甲醛收率高，催化剂热稳定性好，延长了催化剂使用寿命，在工业上具有广泛的应用前景。CN114931955ACN114931955A权利要求书1/2页1.一种耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂，其特征在于，该催化剂包括耐高温材料、活性组分、活性助剂和成型助剂；所述耐高温材料为氧化镁与氧化铝，或氧化镁与氧化硅组成的复合氧化物；所述活性组分包含氧化铁和氧化钼；所述活性助剂包含氧化银、氧化铌、氧化锌和氧化铒，所述成型助剂为硬脂铝、硬脂酸钙、硬脂酸镁和石墨中的任意一种或几种；按重量份数计，所述催化剂包括20‑60份耐高温材料，40‑80份活性组分，0.05‑0.5份活性助剂以及0.5‑2份成型助剂。2.如权利要求1所述的耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂，其特征在于：所述耐高温材料为氧化镁和氧化铝形成的镁铝尖晶石；或氧化镁与氧化硅形成的硅酸镁；按重量份计，所述耐高温材料包括20‑50份氧化镁及60‑80份氧化铝；或30‑58份氧化镁及48‑70份氧化硅。3.如权利要求1或2所述的耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂，其特征在于：所述活性组分为氧化铁和氧化钼两种物质经过制备形成钼酸铁晶相和氧化钼晶相，按重量份数计，所述活性组分包含70‑82份氧化钼及18‑30份氧化铁；所述活性助剂为氧化银、氧化铌、氧化锌和氧化铒四种，按重量份数计，所述助剂组分包括20‑50份氧化银，10‑30份氧化铌，10‑30份氧化锌及10‑30份氧化铒。4.如权利要求3所述耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将硝酸铁与硝酸银、硝酸锌、硝酸铒混合配成溶液，将钼酸铵与草酸铌铵混合配成溶液，两种溶液在反应釜中混合，控制反应温度40～80℃，控制pH在1.5～3.5范围，老化2～6h，并过滤洗涤，制得滤饼在80～130℃条件下干燥8～24h，在300～600℃条件下焙烧2～4h，研磨过筛，得到活性组分的粉体A；2)将硝酸镁和硝酸铝溶于无水甲醇，搅拌3～5h后加入环氧丙烷和尿素，继续搅拌1～3h，室温下老化2～5h，干燥后形成凝胶，在一定温度下锻烧，并使用球磨机研磨后烘干过筛，得到耐高温材料的粉体B；3)向硝酸镁中加入无水甲醇和聚丙烯酸铵，将该溶液在40～70℃的水浴中搅拌3～5h，用冰乙酸调节至合适pH，得到镁源溶液，同时向正硅酸乙酯中加入无水甲醇，搅拌3～5h，得到硅源溶液，将硅源溶液缓缓倒入镁源溶液中，继续在水浴中加热搅拌3～5h，干燥后形成凝胶，在一定温度下锻烧，并使用球磨机研磨后烘干过筛，得到耐高温材料的粉体C；4)将耐高温材料B或C与活性组分A以一定比例混合后，加入所述成型助剂以及一定量的水混合均匀，并采用压片成型方法制得所述甲醇氧化制甲醛催化剂D。5.如权利要求4所述耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中硝酸盐和铵盐在去离子水中的浓度均为0.01～1mol/L。6.如权利要求4所述耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中环氧丙烷的加入量与硝酸盐的总物质的量之比为3～8，尿素的加入量与硝酸盐的总物质的量之比为0.5～0.8。7.如权利要求4所述耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中聚丙烯酸铵的加入量与硝酸镁的物质的量之比为0.01～0.2。8.如权利要求4所述耐高温甲醇氧化制甲醛催化剂的制备方法，其特征在于，所述