专利名称：一种用于乙酸与氨合成乙腈的催化剂及其制造方法
技术领域：
本发明属于化工催化剂制备领域，具体的说是用在乙酸与氨合成乙腈过程中的催 化剂及该催化剂的制造方法。
背景技术：
目前乙腈的生产方法很多，有直接目的是生产乙腈的还有副产品是乙腈的。但通 常采用下面两种方法，其一，乙醇氨化法C2H5OH+NH3 = CH3CN+H2O+H2 ；该方法因副产品多分 离困难，并且催化剂制备技术不过关，没有实现工业化。其二，乙酸氨化法CH3COOH+NH3 = CH3CN+2H20 ；乙酸与氨反应制得乙腈质量好，国内市场采用该方法生产乙腈。但是该反应温 度高，乙酸消耗大，经济效益较差。

发明内容
本发明的目的是在乙酸与氨合成乙腈过程中，提供一种高活性、选择性催化剂，使 反应温度降低，提高乙酸转化率，提高乙腈选择性。本发明的目的是这样实现的，该用于乙酸与氨合成乙腈的催化剂，各物质重量百分含量为y -A1203 85-90% K2Mo04 或 H3PMo1204(l 1-5%KN03 1-3% 固体酸 3-8% NaSi032-6 %。所述的固体酸中含Zr，以该催化剂的重量为基准，Zr的重量百分含量2_6%。制造上述催化剂的方法a、将y_A1203、K2Mo04、KN03、固体酸和NaSi03按比例加入搅拌器中，同时加入去离 子水和一定量的羟甲基纤维素，搅拌成粘稠状；b、将粘稠状混合物熟化；c、将熟化混合物用挤出机造粒并烘干；d、将烘干催化剂用马福炉焙烧；e、焙烧后的催化剂冷却室温，即得到本发明催化剂。上步中所述的固体酸制造方法如下按比例将&0C12 8H20和A12(S04)3 8H20溶 解在去离子水中，再将两种溶液混合，用氨水调节PH值在8-9之间，得沉淀，将所得沉淀陈 化12小时后过滤、干燥，用浓度为1-10%&H2S04浸泡40分钟，过滤、干燥后，在450°C条件 下用马福炉焙烧6小时得到固体酸。所述的&0C12 8H20 与 A12(S04)3 8H20 摩尔比为 1 1。以该催化剂的重量为基准，所述步骤a中羟甲基纤维素重量百分含量为1.5%。所述步骤b中熟化时间为30-60分钟。所述步骤c挤出造粒粒度为2. 5-5mm，烘干温度30_150°C，时间3小时。所述步骤d焙烧温度为450-480°C，时间为10-20小时。采用上述催化剂使得在乙酸与氨合成乙腈过程中，降低反应温度，提高乙酸转化率，提高乙腈选择性，提高经济效益。
具体实施例方式该用于乙酸与氨合成乙腈的催化剂，各物质重量百分含量为y -A1203 85-90% K2Mo04 或 H3PMo1204(l 1-5%KN03 1-3% 固体酸 3-8% NaSi032-6 %。该催化剂制备方法包括如下步骤1、首先制备固体酸，将摩尔比为1 1的&0C12.8H20和A12(S04)3.16H20溶解去 离子水中，用氨水调节PH值在8-9之间，得沉淀。沉淀经陈化12小时后过滤、干燥，用浓度 为1-10% H2S04浸泡40分钟，过滤、干燥后，在450°C条件下用马福炉焙烧6小时得到固体酸。2、将 y _A1203、K2Mo04 (或 H3PMo1204(1)、KN03、固体酸、NaSi03 (水玻璃)和重量百分 含量为1. 5%的羟甲基纤维素按比例加入搅拌器中，同时加入去离子水搅拌成粘稠状；3、将粘稠状混合物熟化30-60分钟；4、将熟化混合物用挤出机造粒并烘干温度30-150°C，时间3小时；5、将烘干后的催化剂用马福炉煅烧；煅烧温度为450-480°C ；时间为10-20小时；6、焙烧后的催化剂冷却室温，即得到本发明催化剂。实施例实施例1 取 63 克 Al2 (S04) 3 16H20 和 32. 2 克 ZrOCl2 8H20 溶解在 200ml 去离子 水中，加氨水调节PH在8-9之间，加入氨水后会有沉淀析出。沉淀经陈化12小时后过滤、 干燥，用100ml深度5%的H2S04浸泡40分钟，过滤、干燥后，在450°C条件下用马福炉焙烧 6小时得到固体酸37克。分别称取90 克 Y -A1203、1. 5 克 K2Mo04、l 克 KN03、3 克固体酸、4 克 NaSi03(液体) 加入装有80克去离子水的500ml烧杯中，同时加入3克羟甲基纤维素，搅拌成粘稠状，熟化 45分钟，用挤出机造直径为2mm条状颗粒，然后100°C烘干3小时。烘干后催化剂放入马福 炉中焙烧，煅烧温度为460°C ；时间为10小时。即得催化剂。实施实例2 固体酸合成同实施实例1。分别称取90 克 Y-A1203>1. 5 克 K2Mo04、l 克 KN03、1. 5 克固体酸、4 克 NaSi03(液 体)加入装有80克去离子水的500ml烧杯中，同时加入3克羟甲基纤维素，搅拌成粘稠状， 熟化45分钟，用挤出机造直径为2mm条状颗粒，然后100°C烘干3小时。烘干后催化剂放入 马福炉中焙烧，煅烧温度为460°C ；时间为10小时。即得催化剂。实施实例3 固体酸合成方法同实施实例1，分别称取88克y_A1203、1. 5克1^004、 1克KN03、5克固体酸、4克NaSi03 (液体)加入装有80克去离子水的500ml烧杯中，同时加 入3克羟甲基纤维素，搅拌成粘稠状，熟化45分钟，用挤出机造直径为2mm条状颗粒，然后 100°C烘干3小时。烘干后催化剂放入马福炉中焙烧，煅烧温度为460°C ；时间为10小时。 即得催化剂。实施实例4 体酸合成方法同实施实例1，分别称取90克Y _A1203、2克H3PMo1204(1、 1克KN03、5克固体酸、4克NaSi03 (液体)加入装有80克去离子水的500ml烧杯中，同时加 入3克羟甲基纤维素，搅拌成粘稠状，熟化45分钟，用挤出机造直径为2mm条状颗粒，然后100°C烘干3小时。烘干后催化剂放入马福炉中焙烧，煅烧温度为460°C ；时间为10小时。 即得催化剂。催化剂评价方法将制得催化剂切成长1. 5mm直径2mm的颗粒，取100ml，放入直径40mm长600mm的 加热管中间，加热管两端各加200mm的瓷环。通入N2保护升温350°C，控温加热350°C，加 入乙酸(计量泵送入)，氨气由流量剂控制。经磁环预热后进入加热管中间催化剂催化。气 体经冷却，产物用气相色谱分析。表一催化剂评价结果
权利要求
一种用于乙酸与氨合成乙腈的催化剂，其特征在于各物质重量百分含量为γ-Al2O385-90％K2MoO4或H3PMo12O401-5％KNO3 1-3％ 固体酸 3-8％ NaSiO3 2-6％。
1.一种用于乙酸与氨合成乙腈的催化剂，其特征在于各物质重量百分含量为y -A1203 85-90% K2Mo04 或 H3PMo1204。 1-5%KN03 1-3% 固体酸 3-8% NaSi03 2-6 %。
2.根据权利要求1所述的一种用于乙酸与氨合成乙腈的催化剂，其特征在于所述的 固体酸中含Zr，以该催化剂的重量为基准，Zr的重量百分含量2-6%。
3.制造权利要求1所述用于乙酸与氨合成乙腈的催化剂的方法，其特征在于a、将y-A1203、K2Mo04、KN03、固体酸和NaSi03按比例加入搅拌器中，同时加入去离子水 和一定量的羟甲基纤维素，搅拌成粘稠状；b、将粘稠状混合物熟化；c、将熟化混合物用挤出机造粒并烘干；d、将烘干催化剂用马福炉焙烧；e、焙烧后的催化剂冷却室温，即得到本发明催化剂。
4.根据权利要求3所述的催化剂制造方法，其特征在于所述的固体酸制造方法如下 按比例将&0C12 8H20和A12(S04)3 8H20溶解在去离子水中，用氨水调节PH值在8-9之 间，得沉淀，将所得沉淀陈化12小时后过滤、干燥，用浓度为1-10%的H2S04浸泡40分钟， 过滤、干燥后，在450°C条件下用马福炉焙烧6小时得到固体酸。
5.根据权利要求4所述的催化剂制造方法，其特征在于所述的&0C12*8H20与 A12(S04)3 8H20 摩尔比为 1 1。
6.根据权利要求3所述的催化剂制造方法，其特征在于以该催化剂的重量为基准，所 述步骤a中羟甲基纤维素重量百分含量为1.5%。
7.根据权利要求3所述的催化剂制造方法，其特征在于所述步骤b中熟化时间为 30-60分钟。
8.根据权利要求3所述的催化剂制造方法，其特征在于所述步骤c挤出造粒粒度为 2. 5-5mm，烘干温度30_150°C，时间3小时。
9.根据权利要求3所述的催化剂制造方法，其特征在于所述步骤d焙烧温度为 450-480°C，时间为 10-20 小时
全文摘要
本发明涉及一种化工催化剂制备领域，公开了一种用于乙酸与氨合成乙腈的催化剂及其制造方法。该催化剂各物质及其重量百分含量为，γ-Al2O3 85-90％，K2MoO4或H3PMo12O40 1-5％，KNO3 1-3％，固体酸 3-8％，NaSiO3 2-6％，该催化剂经过混合搅拌、熟化、造粒、焙烧、冷却等步骤制成。由于采用上述催化剂使得在乙酸与氨合成乙腈过程中，降低反应温度，提高乙酸转化率，提高乙腈选择性，提高经济效益。
文档编号C07C253/22GK101856608SQ20091006682
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者吴越红, 张伟, 李传碧, 李艳伟, 邵允 申请人:吉林师范大学博达学院