一种生产乙腈的催化剂及其制备方法和应用

本技术涉及一种生产乙腈的催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂及化学品生产与制造新。

背景技术：

1、乙腈是一种用途广泛的溶剂和重要的有机中间体。目前乙腈的主要生产方法是生产丙烯腈过程中的副产。因此，其产量收到丙烯腈生产的限制。近年来，研究开发了乙腈生产的其他工艺路线。例如乙醇氨化法、乙酸氨化法等。这些方法存在腐蚀性强，成本高等缺点，目前还没有工业应用。

2、因此，基于目前技术现状，仍然需要发展新的乙腈生产方法与催化剂，使其具备无腐蚀性、工艺操作条件安全、反应速率快、反应转化率和原子利用率高、反应平稳的特点。

技术实现思路

1、根据本技术的第一个方面，提供了一种生产乙腈的催化剂。

2、一种生产乙腈的催化剂，所述催化剂包括过渡金属氧化物、非金属氧化物、载体；

3、所述过渡金属氧化物在所述催化剂中的含量为0.1-5wt％；

4、所述非金属氧化物在所述催化剂中的含量为1-30wt％。

5、可选地，所述过渡金属氧化物在所述催化剂中的含量独立地选自0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.6wt％、1.8wt％、2.0wt％、2.2wt％、2.4wt％、2.6wt％、2.8wt％、3.0wt％、3.2wt％、3.4wt％、3.6wt％、3.8wt％、4.0wt％、4.2wt％、4.4wt％、4.6wt％、4.8wt％、5.0wt％中的任意值或任意两者之间的范围值。

6、可选地，所述非金属氧化物在所述催化剂中的含量独立地选自1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％中的任意值或任意两者之间的范围值。

7、可选地，所述过渡金属氧化物在所述催化剂中的含量为1-4wt％。

8、可选地，所述过渡金属氧化物在所述催化剂中的含量独立地选自1.0wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.6wt％、1.8wt％、2.0wt％、2.2wt％、2.4wt％、2.6wt％、2.8wt％、3.0wt％、3.2wt％、3.4wt％、3.6wt％、3.8wt％、4.0wt％中的任意值或任意两者之间的范围值。

9、可选地，所述非金属氧化物在所述催化剂中的含量为5-15wt％。

10、可选地，所述非金属氧化物在所述催化剂中的含量独立地选自5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％中的任意值或任意两者之间的范围值。

11、可选地，所述过渡金属氧化物选自ti、mn、fe、cu、mo、w的氧化物中的至少一种。

12、可选地，所述非金属氧化物选自b、p、se的氧化物中的至少一种。

13、可选地，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、高岭土中的至少一种。

14、所述载体为成型后的载体。

15、成型方法为本领域的常规成型方法。

16、根据本技术的第二个方面，提供了一种生产乙腈的催化剂的制备方法，该制备方法简单，成本低。

17、上述所述的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

18、s1、将含有可溶性金属盐的水溶液浸渍于载体上，干燥ⅰ后焙烧ⅰ得到催化剂前体；

19、s2、将含有可溶性非金属化合物的水溶液浸渍于上述催化剂前体上，干燥ⅱ后焙烧ⅱ得到所述催化剂。

20、可选地，所述可溶性金属盐选自ticl4、硝酸锰、乙酸锰、硝酸铁、硫酸铁、氯化铁、硝酸铜、钼酸铵、钨酸铵中的至少一种。

21、可选地，所述可溶性非金属化合物选自硼酸、磷酸、二氧化硒中的至少一种。

22、可选地，步骤s1中，干燥ⅰ的条件如下：

23、温度为100-120℃；

24、时间为12-24h。

25、可选地，温度独立地选自100℃、105℃、110℃、115℃、120℃中的任意值或任意两者之间的范围值。

26、可选地，时间独立地选自12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h中的任意值或任意两者之间的范围值。

27、可选地，步骤s1中，焙烧ⅰ的条件如下：

28、温度为300-600℃；

29、时间为3-8h。

30、可选地，温度独立地选自300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃中的任意值或任意两者之间的范围值。

31、可选地，时间独立地选自3h、4h、5h、6h、7h、8h中的任意值或任意两者之间的范围值。

32、可选地，步骤s2中，干燥ⅱ的条件如下：

33、温度为100-120℃；

34、时间为12-24h。

35、可选地，温度独立地选自100℃、105℃、110℃、115℃、120℃中的任意值或任意两者之间的范围值。

36、可选地，时间独立地选自12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h中的任意值或任意两者之间的范围值。

37、可选地，步骤s2中，焙烧ⅱ的条件如下：

38、温度为300-600℃；

39、时间为3-8h。

40、可选地，温度独立地选自300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃中的任意值或任意两者之间的范围值。

41、可选地，时间独立地选自3h、4h、5h、6h、7h、8h中的任意值或任意两者之间的范围值。

42、根据本技术的第三个方面，提供了一种生产乙腈的催化剂的应用。所述催化剂应用于乙酸酯与氨气反应成产乙腈的过程，反应条件温和，乙腈收率高，对设备没有腐蚀性。

43、上述所述的催化剂和/或上述所述的制备方法得到的催化剂用于乙酸酯与氨气反应生成乙腈的反应。

44、可选地，所述氨气与所述乙酸酯的摩尔比为1-40：1。

45、可选地，所述氨气与所述乙酸酯的摩尔比独立地选自1：1、2：1、3：1、4：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、10：1、11：1、12：1、13：1、14：1、15：1、16：1、17：1、18：1、19：1、20：1、21：1、22：1、23：1、24：1、25：1、26：1、27：1、28：1、29：1、30：1、31：1、32：1、33：1、34：1、35：1、36：1、37：1、38：1、39：1、40：1中的任意值或任意两者之间的范围值。

46、可选地，所述乙酸酯的质量空速为0.1-8.0h-1。

47、可选地，所述乙酸酯的质量空速独立地选自0.1h-1、0.2h-1、0.3h-1、0.4h-1、0.5h-1、0.6h-1、0.7h-1、0.8h-1、0.9h-1、1h-1、2h-1、3h-1、4h-1、5h-1、6h-1、7h-1、8h-1中的任意值或任意两者之间的范围值。

48、可选地，反应的条件如下：

49、温度为250-500℃。

50、可选地，温度独立地选自250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃中的任意值或任意两者之间的范围值。

51、可选地，反应的压力为0.1-0.5mpa。

52、可选地，反应的压力独立地选自0.1mpa、0.2mpa、0.3mpa、0.4mpa、0.5mpa中的任意值或任意两者之间的范围值。

53、可选地，反应在一个反应器中进行，所述反应器选自固定床反应器、釜式反应器中、移动床、流化床中的至少一种。

54、本技术能产生的有益效果包括：

55、1)本技术所提供的一种生产乙腈的催化剂，该催化剂应用于乙酸酯与氨气反应生成乙腈的过程，反应条件温和，乙腈收率高，对设备没有腐蚀性。

56、2)本技术所提供的一种生产乙腈的催化剂的制备方法，该方法简单，成本低。