发明名称 一种经改良之高效能VPO催化剂及其制法
摘要 一种适合于一种烃之催化氧化作用以制造一种羧酸酐之活化之多孔磷/钒氧化物催化剂。催化剂包含具有至少约0.02立方厘米之体积、于约1.05至约1.20之间之磷含量、至少约15平方米/克之B.E.T表面积、于约4.06与约4.3之间之平均钒氧化态、至少约0.15立方厘米/克之总细孔体积、于约1.0与约2.0克/立方厘米之间之标准化之视成形实体密度、及至少约4磅之抗碎强度之一种成形实体。至少约20%之催化剂之细孔体积系由具有于约0.1与约3.3微米之间之直径之细孔构成,及至少约40%之细孔体积系由具有小于约0.1微米之直径之细孔构成。催化剂系经由将一种微粒状磷/钒氧化物先质与一种细孔改良剂混合以制造一种改良之催化剂先质组合物、将改良之催化剂先质组合物形成一种预定之形状、及于低于300℃之温度(较佳系使用空气作为一种汽提气体)实质上移除细孔充填剂而制备。
申请公布号 TW360558 申请公布日期 1999.06.11
申请号 TW084110770 申请日期 1995.10.13
申请人 哈兹曼石油化学公司 发明人 史考特.F.米契儿;麦可.J.摩米;罗伯.A.凯普
分类号 B01J27/186 主分类号 B01J27/186
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种适用于烃之催化氧化作用以制造羧酸酐之活化多孔磷/钒氧化物催化剂,该催化剂包含具有至少0.02立方厘米之体积、于1.05至1.20之磷/钒原子比例、至少15平方米/克之B.E.T.表面积、于4.06与4.3之间之平均钒氧化态、至少0.15立方厘米/克之总细孔体积、于1.0与2.0克/立方厘米之间之标准化之视成形实体密度、及至少4磅之抗碎强度之成形实体,10%至40%之该催化剂细孔体积系由直径界于0.2微米与2微米间之细孔构成,及至少40%之细孔体积系由直径小于0.1微米之细孔构成。2.一种制备磷/钒氧化物催化剂之方法,包含下列步骤:制备一种经改良之催化剂先质组合物,其包含微粒状磷/钒氧化物催化剂先质及细孔改良剂的混合物,此先质组合物与改良剂的比例为足以提供8重量%至16重量%的细孔改良剂浓度,该细孔改良剂系于低于300℃之温度下历经蒸发、分解作用、及/或氧化作用,不留下实质之残渣;将该改良催化剂先质组合物于压缩下形成预定之形状,因而制造包含该催化剂先质组合物及包含该细孔改良剂之成形多孔催化剂先质实体;及加热催化剂先质实体,同时于其上通过包含空气之汽提气体,以于不高于300℃之温度下、自实体移除至少80重量%之该细孔改良剂,该多孔实体系于每分钟1℃至3℃之速率下加热,以达较一低限温度为低之固定温度,该低限温度为磷/钒氧化物催化剂先质存在下、该细孔改良剂历经催化氧化作用之温度,该多孔实体系经进一步加热至高于该固定温度15℃至40℃之范围内,该加热速率为每小时0.5℃至2℃。3.一种制备磷/钒氧化物催化剂之方法,包含下列步骤:制备一种经改良之催化剂先质组合物,其包含微粒状磷/钒氧化物催化剂先质及挥发性细孔改良剂的混合物,此先质组合物与改良剂的比例为足以提供8重量%至16重量%的细孔改良剂浓度,该细孔改良剂于150℃至250℃之温度下具有至少1厘米汞柱之蒸汽压,且于低于300℃之温度下历经蒸发、分解作用、及/或氧化作用,不留下实质之残渣;将该改良催化剂先质组合物于压缩下形成预定之形状,因而制造包含该催化剂先质组合物及包含该挥发性细孔改良剂之成形多孔催化剂先质实体;加热催化剂先质实体,同时于其上以至少25公分/秒之线性速率通过包含空气之汽提气体,以于不高于300℃之温度下、移除至少80重量%之该挥发性细孔改良剂,该多孔实体系于每分钟1℃至3℃之速率下加热,以达较一低限温度为低之固定温度,该低限温度为磷/钒氧化物催化剂先质存在下、该细孔改良剂历经催化氧化作用时之温度;及将该成形实体由该固定温度加热至一最终温度,以于基准条件下、及在空气、蒸汽或氮气存在下、藉由该成形实体之热处理而活化该催化剂,上述基准条件为于300℃至400℃间、以每分钟1.8℃之速率加热该先质,其中该最终温度为于该成形实体中、残留细孔充填剂浓度系经降低至一最终含量下时之温度,该最终含量系定义为:不会导致放热而使该先质组合物于后续转化时反而影响该催化剂结构之残留细孔充填剂浓度。4.一种制备磷/钒氧化物催化剂之方法,包含下列步骤:制备一种经改良之催化剂先质组合物,其包含微粒状磷/钒氧化物催化剂先质及挥发性细孔改良剂的混合物,此先质组合物与改良剂的比例为足以提供8重量%至16重量%的细孔改良剂浓度,该细孔改良剂于150℃至250℃之温度下具有至少1厘米汞柱之蒸汽压,且于低于300℃之温度下历经蒸发、分解作用、及/或氧化作用,不留下实质之残渣;将该改良催化剂先质组合物于压缩下形成预定之形状,因而制造包含该催化剂先质组合物及包含该挥发性细孔改良剂之成形多孔催化剂先质实体;及加热该先质实体,同时于其上通过实质上由空气构成之汽提气体,以于不高于300℃之温度下、移除至少80重量%之该挥发性细孔改良剂,该多孔实体系于每分钟1℃至3℃之速率下加热,以达较一低限温度为低之固定温度,该低限温度为磷/钒氧化物催化剂先质存在下、该细孔改良剂历经催化氧化作用之温度。图式简单说明:第一图系比较于经由一种制成片粒之催化剂先质组合物之ANST活化作用而制备之两种钒/磷氧化物催化剂之细孔体积之分布如细孔直径之一种函数之一个图,一种包含自不包含细孔改良剂之一种先质制备之一种催化剂,另一种包含自于其之细孔中包含10%重量比硬脂酸之一种先质组合物制备之本发明之一种催化剂;第二图及第三图分别系表示于自一种制成片粒之催化剂先质组合物移除一种细孔改良剂及回收细孔改良剂以再使用中有用之一种装置之略平面及剖面(沿着线3-3)正面图;及第四图系图示于细孔充填剂之移除中之一种过度之放热现象之温度记录图之影本,其造成具有低于需要之活性之一种催化剂之生成;第五图系图示于根据本发明之方法细孔改良剂之移除中一种可容忍之温度偏离之温度记录图之影本;第六图系数个差示扫描热量测定曲线之重叠,一种用于根据本发明而制备之一种制成片粒之钒/磷/氧化物催化剂先质组合物,其他用于不使用细孔充填剂或于差示扫描热量测定之前具有细孔充填剂之不适当之移除而制备之制成片粒之先质;第七图系图示于液体自各种细孔改良剂挤出之制造片粒压力与于压缩力不存在下细孔改良剂呈现之熔点之间之一种相关;及第八图至第十二图系本发明之催化剂片粒之外部显微照相照片,显示与片粒之内部相通之表面孔之影响范围;及第十三图系根据本发明之方法而制备一种活化催化剂之期间催化剂温度及烘箱温度对于时间之图。
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