丙烯气相氧化制丙烯醛催化剂研制探索
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丙烯醛是一种重要的化工中间体，它广泛应用于医药、合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及合成蛋氨酸等生产中。由于高选择性催化剂的出现，为工业生产创造了条件。该法具有原料便宜、工艺流程简单、成本低廉等优点。因此，开展丙烯直接氧化制丙烯醛的研究具有一定的现实意义。
丙烯气相催化制丙烯醛反应式为：
〈O〉
CH2=CH―CH3CH2=CH―CHO + 81.4千卡/摩尔
丙烯氧化是强烈的放热反应，随催化剂温度不断升高促使其完全燃烧而生成热力学上稳定的产物CO和CO2。付产物有乙醛、CO 、CO2等。
催化过程为：
丙烯分子在一种钼铋催化剂上，先裂解一个α氢原子而生成对称的π―烯丙基中间体化合物，进一步失去一个氢原子，在接受氧后生成丙烯醛。
二、催化剂制备工艺的研究
1、试验用试剂
2、催化剂制备工艺条件的确定
（1）催化剂的组成
该催化剂属钼―铋系催化剂，从该系催化剂的大量基础研究中得知金属元素与钼是成为钼杂多酸盐的形式而存在于催化剂中。
（2）沉淀剂的选择
沉淀剂的使用是共沉淀法制备催化剂工艺中重要的条件之一。由于我们使用的药品多是金属的硝酸盐，所以沉淀剂的选择局限于碱性化合物中， 在实际使用中我们确定了以氨水为沉淀剂效果最佳，丙烯醛单程收率在80―81%。
（3）沉淀温度的考查
由于温度的不同溶液中分子所具有的能量不同而使其沉淀所形成的杂多酸盐的结构顺序有所差异从而导致催化效果的差异。我们以 M0 ― W ― Bi三溶液为重点对沉淀温度进行了考查，其结果见表2。并从表2中可见这三种溶液在60℃ 共沉淀效果最好。
（4）沉淀浓度的考查
沉淀时各种盐类溶液的浓度对催化剂中杂多酸盐的分子结构中的各种原子比数目有重要影响。而杂多酸分子结构的不同则严重影响催化剂性能的好坏和催化剂本身的稳定性。我们以M0、 Bi、P为重点进行了浓度考查，经实验得出这三种浓度在75%―80%效果最佳。
（5）PH值的考查
PH值的大小可直接导致催化剂表面酸度的大小，而催化剂表面的酸碱性则是影响选择性的重要因素之一。 经试验得出PH值在4―5之间为最好。
（6）载体的选择
催化剂的载体是催化剂中活性效能不可分割的一部分。虽然大多为极稳定的惰性无机化合物，但却不可缺少。有些载体在催化剂中不仅起分散金属氧化物、粘合成型、降低费用等消极作用，更主要的使用来改善催化剂的比表面积，形成合理的分子间通道等催化效能。我们选择α―Al2O3为载体、活化条件为500℃6小时。
三、催化剂的稳定性及重复性试验
评价条件为：365―376℃；丙烯空速45小时；丙烯：空气：水 = 1：13 ― 14：11。 该催化剂稳定及重复性效果较理想。
四、催化剂寿命试验
催化剂的寿命是它实际使用价值的重要标准。我们在稳定试验、重复试验、放大试验的基础上做了13000小时的寿命试验。试验结果表明：该催化剂在1300小时连续运转后未发现有明显改变。
五、结论与讨论
1、通过上述试验确定了最佳催化剂的组成为：
主体：M0 10 ― W 2 ― Bi 4 ― Fe 4 ―Co 4 ― K 0. 06 ― P 1.2
载体：α―Al2O3
2、确定了最佳催化剂的制备条件为：以氨水为沉淀剂，在M0―40me；Bi―15 me；P ―5me 浓度下，再加入Fe，Co，K，W， 并于60℃进行共沉淀，速度为快速倾倒，PH值控制在4―5；分解温度为300℃，活化条件为500℃6小时。
3、制备的催化剂在固定床中进行评价：
反应温度370―390℃；
丙烯：空气：水 = 1：13：11；
接触时间3.8秒。
评价结果：丙烯转化率95―98%，丙烯醛单收80―83%；时空收率95克/升。
根据评价结果该催化剂具有较高的选择性活性；有较好的使用寿命。
4、由于该催化剂不能再生，故在生产中应尽量考虑提高其催化效能（提高负荷）及使用寿命。
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