CN113070079A - Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Mo‑V‑Te‑Sb‑Nb‑O催化剂的制备方法及系统。所述的制备方法包括：使钼源、钒源、碲源、锑源与溶剂混合，并向所获混合物中加入铌源，获得催化剂前驱体；对所述催化剂前驱体进行干燥处理后进行第一级焙烧，获得第一级焙烧物；以及，在低氧条件下，将所述第一级焙烧物输入具有密封反应腔室的连续式旋转装置中进行第二级焙烧，制得Mo‑V‑Te‑Sb‑Nb‑O催化剂，该连续式旋转装置包括两处以上温度相异的温控区域。本发明所提供的制备方法在提高了活性相的性能的同时，还省去了升降的时间，提高了焙烧过程生产效率。

Description

Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法及系统

技术领域

本发明涉及一种金属氧化物催化剂，具体涉及一种Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法及其相应的制备系统，以及在用于以丙烷为原料经气相接触氧化生产丙烯酸工艺中的应用，属于气相氧化催化剂的制备技术领域。

背景技术

丙烯酸是一种重要的石油化工、轻工和医药生产的原料，可用来生产高吸水性树脂，合成树脂和絮凝剂等用途，其应用范围仍在扩大。一般来说，丙烯酸在Mo-Bi催化剂存在下，丙烯和氧在约400℃通过接触氧化反应产生丙烯醛，然后，在Mo-V催化剂的存在下，在300℃附近，丙烯醛和氧通过接触氧化反应生成丙烯酸。

相比而言，丙烷是比丙烯更便宜的原料，目前也已有很多文献公开了丙烷一步氧化反应生成丙烯酸的可能性。而且随着页岩气的开采和普及，丙烷与丙烯两者价格上的差距将会进一步加大。现在已经有许多丙烷制备丙烯酸的催化剂被公开。例如V-P-O系、Mo-Te-V-Nb系、Mo-Sb-V-Nb系催化剂等催化体系。其中性能水平最高、最接近实用的体系为Mo-Te-V-Nb系。但即使是Mo-Te-V-Nb系，以其实现丙烷制备丙烯酸的工业化仍有很多难题。

同时，用适用于可以大量生产的工业装置，稳定的控制催化剂的性能的同时，探索催化剂的活性的最大化，对丙烷制备丙烯酸的工业化成功将是至关重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法及相应的制备系统，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法，其包括：

使钼源、钒源、碲源、锑源与溶剂混合，并向所获混合物中加入铌源，获得催化剂前驱体；

对所述催化剂前驱体进行干燥处理后进行第一级焙烧，获得第一级焙烧物；以及，

在低氧条件下，将所述第一级焙烧物输入具有密封反应腔室的连续式旋转装置中进行第二级焙烧，制得Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂；

其中，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域。

在一些实施方式中，所述制备方法包括：采用具有密封反应腔室的连续式旋转装置，在含氧浓度为300ppm以下的气氛中进行所述第二级焙烧。

在一些实施方式中，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向依次分布的第一温控区域、第二温控区域，且所述第二温控区域的温度高于第一温控区域的温度100℃以上。

本发明实施例还提供了前述方法所制备的Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂于以丙烷制取丙烯酸的反应中的用途。

本发明实施例还提供了一种Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备系统，其包括：

第一焙烧机构，其包括连续式旋转焙烧装置，至少用以对干燥处理后的催化剂前驱体进行第一级焙烧，所述连续式旋转焙烧装置包括沿所述催化剂前驱体的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域；

第二焙烧机构，其包括具有密封反应腔室的连续式旋转装置，至少用以对第一级焙烧所获第一级焙烧物进行第二级焙烧，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域。

在一些实施方式中，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置的密封形式包括鱼鳞密封、半柔性密封、迷宫型密封或盘根密封等。

与现有技术相比，本发明以上实施例所提供的Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法在提高了活性相的性能的同时，还省去了升降的时间，提高了焙烧过程生产效率，并且，所获催化剂具有优异的稳定性和催化活性，在应用于丙烷制丙烯酸的反应中时，能够显著提高丙烯酸的选择性和收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一典型实施方式中第一级焙烧采用的连续式旋转炉的结构示意图；

图2为本发明一典型实施方式中第二级焙烧采用的连续式旋转炉的结构示意图。

具体实施方式

通过阅读以下具体实施方式将更完整地理解本发明。本文中揭示本发明的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本发明的示范性，本发明可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。

除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。

应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。

本案发明人对丙烷制丙烯酸催化剂的制备过程，特别是对适用于可以大量生产的工业装置对催化剂性能的影响方面进行了深入的研究后，发现第二焙烧过程的氛围气体的控制，除了氧气之外，催化剂前驱体分解产生的气体也对催化剂性能产生的影响，在探究其解决的方法时完成了本发明。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本发明实施例的一个方面提供的一种Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法主要包括混合、干燥、第一级焙烧和第二级焙烧等多步骤。

在一些实施方式中，所述Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法包括：

使钼源、钒源、碲源、锑源与溶剂混合，并向所获混合物中加入铌源，获得催化剂前驱体；

对所述催化剂前驱体进行干燥处理后进行第一级焙烧，获得第一级焙烧物；以及，

在低氧条件下，将所述第一级焙烧物输入具有密封反应腔室的连续式旋转装置中进行第二级焙烧，制得Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂；

其中，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域。

在本发明的第二级焙烧中采用：1)具有密封反应腔室的连续式旋转装置(例如密封构造的连续式旋转炉)，2)通入适当的低氧浓度的氮气，3)氮气和催化剂移动的相对流动方向，4)2处以上的温度相异的温控区域。

在一些实施方式中，所述制备方法包括：采用具有密封反应腔室的连续式旋转装置，在含氧浓度为300ppm以下，优选氧浓度为100ppm以下的气氛(如氮气气流)中进行所述第二级焙烧。

进一步的，所述低氧条件包括由氮气和/或惰性气体形成的气氛。

进一步的，在所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置中，所述第一级焙烧物的流动方向与氮气和/或惰性气体形成的气氛的流动方向相反。

进一步的，向所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置内通入氮气，流通的方向为从物料排出口，流向进料口。

在一些实施方式中，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向依次分布的第一温控区域、第二温控区域。

进一步的，在所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置内，所述第一级焙烧物从第一温控区域向第二温控区域移动的前提下，所述第二温控区域的温度高于第一温控区域的温度100℃以上，优选为100～150℃。

进一步的，在第一温控区域，需要通过适当升温分解，除掉一些残留的铵和水等。所述第一温控区域的温度优选为400～450℃

进一步的，所述第二温控区域的温度在550℃以上，优选在580℃以上。

进一步的，在所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置内，所述第一级焙烧物从第一温控区域向第二温控区域移动的前提下，在所述反应腔室的全部升温区域中，所述第一温控区域所占比例为1/10以上，优选为1/5以上。

在一些实施方式中，在所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置内，所述第一级焙烧物在所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置内的焙烧滞留时间(亦可称为滞留时间)为0.5～2.5小时，优选为1.0～2.0小时。

在一些实施方式中，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置倾斜设置。

进一步的，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置的炉体轴线设置与水平线之间的倾斜角为0.5～10°，优选为1.0～5°。

进一步的，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置的旋转速度为0.5～10转/分钟，优选为0.5～6转/分钟。伴随着炉体的旋转，内部的第一级焙烧物从第一温控区域，移至第二温控区域。

在一些较为具体地实施方式中，所述Mo-V-Te-Sb-Nb催化剂的整体制备过程可以包括如下多个步骤：

(1)在钼源、钒源、碲源、锑源的含水混和物中，加入铌源溶液形成包含催化剂前驱体的浆液；

(2)干燥包含催化剂前驱体的浆液；

(3)对前述干燥后所获前驱体颗粒在氧气存在的氛围下实施第一级焙烧；

(4)使用密封构造连续式旋转炉，实施第二级焙烧得到催化剂活性相，获得化学通式为MoV_jTe_kSb_lNb_mO_n的催化剂，

其中，j、k、l、m、和n各自表示各元素的原子比；j为0.1～0.6，k为0.1～1.5，且k/j＝0.3～1.5，l为0～0.05，m为0.01～0.3，n为由上述各元素的氧化态所确定的值。

在另一些较为具体地实施方式中，所述Mo-V-Te-Sb-Nb催化剂的整体制备过程还可以包括如下多个步骤：

(1)在钼源、钒源、碲源、锑源的含水混和物中，加入铌源形成络合催化剂前驱体；

(2)向所述催化剂前驱体中加入氨水和硝酸铵后，采用喷雾干燥得到均匀的粉体颗粒；

(3)将前述粉体颗粒输入连续式旋转焙烧装置中在氧气存在的氛围下进行第一级焙烧；

(4)第一级焙烧物在低氧条件下，使用密封构造连续式旋转炉，在550°以上的温度，进行第二级焙烧，获得化学通式为MoV_jTe_kSb_lNb_mO_n的催化剂。

在一些实施方式中，所述步骤(1)的制备方法具体包括：将钼源和钒源用水进行溶解，之后加入碲源和锑源，形成第一混合浆液并加热搅拌后，再加入铌源进行反应，从而获得包含催化剂前驱体的浆液(亦即含钼、钒、碲、锑和铌的前驱体)。

进一步的，所述加热的温度在40℃以上，优选为40℃～100℃。所述加热的时间为0～3小时，优选为0.5～1.5小时。

其中，通过将铌源加入被加热的第一混合浆液中，能够形成作为催化剂前驱体的络合物。

进一步的，在本说明书中所述的钼源、钒源、碲源、铌源可以采用本领域中常用的钼酸盐(例如四钼酸铵)、钒酸盐(例如偏钒酸铵)、金属碲或碲化合物(例如二氧化碲或碲酸)、锑化合物、铌酸盐(例如铌酸或铌酸水合物、五氧化二铌)，对于所选用的物质具体种类不作限定。

进一步的，所述钒源、碲源、锑源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.1～0.6，0.1～1.5，0～0.05、0.01～0.3，且所述碲源相对于钒源的原子比为0.3～1.5。

进一步地，所述钒源、碲源、锑源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.1～0.4、0.1～0.3、0～0.05、0.01～0.3，且所述碲源相对于钒源的原子比为0.3～0.8。

在一些实施方式中，所述的制备方法具体包括：将所述铌源直接加入被加热的第一混合浆液内进行反应，从而获得包含催化剂前驱体的浆液。

在一些实施方式中，所述的制备方法具体包括：将所述铌源与双氧水混合后加入被加热的第一混合浆液内进行反应，从而获得包含催化剂前驱体的浆液。

进一步的，所述双氧水与铌源的摩尔比为0.5以下，优选为0.3以下。

在一些实施方式中，所述的制备方法具体包括：可以直接对所述包含催化剂前驱体的浆液进行干燥处理。

在一些实施方式中，所述的制备方法具体包括：向所述包含催化剂前驱体的浆液内加入氨水和/或硝酸铵，之后进行干燥处理。

进一步的，所述氨水相对于钼源的摩尔比在0.02以上，优选在0.04以上。

进一步的，所述硝酸铵相对于钼源的摩尔比在0.2以上，优选在0.4以上。

进一步的，所述干燥处理的方式可以采用本领域熟知的自然风干或晾干、烘干、真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥等，且不限于此。较为优选的，所述干燥处理的方式采用喷雾干燥，以利于连续式运转。

在一些实施方式中，所述第一级焙烧使用连续式旋转焙烧装置(如连续式旋转焙烧炉)进行，具体包括：在有氧气存在的气氛中，将干燥处理后的催化剂前驱体输入连续式旋转焙烧装置中于250～380℃，优选为280～360℃条件下进行第一级焙烧，所述连续式旋转焙烧装置包括沿所述催化剂前驱体的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域。

进一步的，所述连续式旋转焙烧炉为炉内设有2处以上的温度不同的温控区域的旋转式焙烧炉，可以在高温温控区域投入干燥粉体，在有氧的氛围下旋转移动通过低温温控区域进行。

进一步的，所述连续式旋转焙烧装置包括沿所述催化剂前驱体的流动方向依次分布的第三温控区域、第四温控区域，且所述第三温控区域的温度高于第四温控区域的温度。

进一步的，所述连续式旋转焙烧炉的第三温控区域的温度为300°以上，所述第四温控区域的温度为285°以上，并且，所述第三温控区域的温度要高于第四温控区域的温度15℃以上。

进一步的，连续供给连续旋转式焙烧炉的粉体的进料口位置在第三温度区域的上方。

进一步的，所述连续式旋转焙烧装置倾斜设置，具体的，其炉体轴线设置与水平线之间的倾斜角为1～15°，优选为3～10°，炉体旋转速度为1～10转/分钟，优选为2～5转/分钟；伴随着炉体的旋转，内部的催化剂前驱体从第三温控区域移至第四温控区域，最终被排出炉体实现连续焙烧。

进一步的，所述催化剂前驱体在所述连续式旋转焙烧装置内，在有氧气存在的条件下，于250～380℃，优选为280～360℃条件下加热处理。

进一步的，所述催化剂前驱体在所述连续式旋转焙烧装置内的焙烧时间(亦可称为滞留时间)为3～30分钟，优选为5～15分钟。

在一些实施方式中，所述第二级焙烧方法采用：有密封构造的连续形旋转炉，2处以上的温度相异温控区域，和催化剂移动方向逆向流动的封氧用氮气的存在下的焙烧。

更具体地，可以在所述第二级焙烧处理完成后，将所获催化剂在高压强下打锭成型成圆柱状形，之后破碎并使用。

本发明实施例的另一个方面还提供了由前述任一种方法所制备的Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂。

本发明实施例的另一个方面还提供了一种Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂，其化学式为MoV_jTe_kSb_lNb_mO_n，其中j为0.1～0.6，k为0.1～1.5，且k/j＝0.3～1.5，l为0～0.05，m为0.01～0.3，n为由Mo、V、Te、Sb、Nb的氧化态所确定的值。

本发明实施例的另一个方面还提供了所述Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂于以丙烷制取丙烯酸的反应中的用途。

本发明实施例的另一个方面还提供了一种丙烷制取丙烯酸的方法，其包括：在有所述Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂存在的条件下，使丙烷被氧化形成丙烯酸。

相应的，本发明实施例的另一个方面还提供了一种Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备系统，其主要包括：

第一焙烧机构，其包括连续式旋转焙烧装置，至少用以对干燥处理后的催化剂前驱体进行第一级焙烧，所述连续式旋转焙烧装置包括沿所述催化剂前驱体的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域；

第二焙烧机构，其包括具有密封反应腔室的连续式旋转装置，至少用以对第一级焙烧所获第一级焙烧物进行第二级焙烧，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域。

请参阅图2所示，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向依次分布的第一温控区域、第二温控区域，且所述第二温控区域的温度高于第一温控区域的温度100℃以上，优选为100℃～150℃。所述第二温控区域的温度在550℃以上，优选在580℃以上。

进一步的，在所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置内，所述第一级焙烧物从第一温控区域向第二温控区域移动的前提下，在所述反应腔室的全部升温区域中，所述第一温控区域所占比例为1/10以上，优选为1/5以上。

在一些实施方式中，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置倾斜设置。

进一步的，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置的炉体轴线设置与水平线之间的倾斜角为0.5～10°，优选为1.0～5°。

在一些实施方式中，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置的密封形式可以选择的形式包括鱼鳞密封、半柔性密封、迷宫型密封或盘根密封等密封构造。

进一步的，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置具有进料口和出料口，并且所述进料口和出料口处设置有双重门，在不同时机开闭，避免空气的进入。

进一步的，所述密封反应腔室的两端设置有旋转密封轴。

请参阅图1所示，所述连续式旋转焙烧装置包括沿催化剂前驱体的流动方向依次分布的第三温控区域、第四温控区域，且所述第三温控区域的温度高于第四温控区域的温度。

进一步的，所述第三温控区域的温度为300°以上，所述第四温控区域的温度为285°以上，并且，所述第三温控区域的温度高于第四温控区域的温度15℃以上。

进一步的，连续供给所述连续式旋转焙烧装置的粉体的进料口位置在第三温度区域的上方。

进一步的，所述连续式旋转焙烧装置倾斜设置，具体的，其炉体轴线设置与水平线之间的倾斜角为1～15°，优选为3～10°，炉体旋转速度为1～10转/分钟，优选为2～5转/分钟；伴随着炉体的旋转，内部的催化剂前驱体从第三温控区域移至第四温控区域，最终被排出炉体实现连续焙烧。

综上所述，本发明以上实施例所提供的Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法在提高了活性相的性能的同时，还省去了升降的时间，提高了焙烧过程生产效率，并且，所获催化剂具有优异的稳定性和催化活性，在应用于丙烷制丙烯酸的反应中时，能够显著提高丙烯酸的选择性和收率。

如下将结合若干实施例对本发明的技术方案进行更为详细的说明。需要指出的是，若非特别说明，则如下实施例中采用的各原材料、化学试剂及设备等均可以通过市场购买等途径获取，而其中诸如清洗、干燥、搅拌、喷雾干燥等操作均可以依据本领域已知的方式实施。

实施例1

本实施例的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂由下列步骤1)～步骤3)制备：

1)混合干燥：在900g蒸馏水中加入370.8g四钼酸铵和65.4g偏钒酸铵，在80℃搅拌溶解，再加入A液和576g浓度为2.0wt％的氨水，继续搅拌，在反应体系的温度降至50℃时，维持搅拌，并加入B液，得到粘稠状沉淀，持续搅拌5分钟，之后在反应体系中加入960g硝酸铵，继续搅拌，最后将所得到的液浆喷雾干燥成粉末。

其中A液、B液可以通过如下方法制取，包括：

将44.8g二氧化碲、13.7g三氯化锑，用300g蒸馏水洗涤后得到液浆，即为A液。

将167g草酸(二水化合物)和60.1g铌酸水合物(铌酸含量72.2wt％)加入1719g蒸馏水中，在80℃溶解，冷却后再加入17.4g浓度为30wt％的双氧水，即得B液。

2)第一级焙烧：在图1所示的连续式旋转焙烧炉内，设定第三温控区域340℃，第四温控区域为300℃，滞留时间为10分钟，实施第一级焙烧。另外，连续式旋转焙烧炉的加热区域总长度为120cm，其中第三温控区域的长度为40cm，第四温控区域的长度为80cm，其他条件为，连续式旋转焙烧炉的炉体水平倾斜角为5°，炉体旋转速度为3转/分钟。

3)第二级焙烧：在图2所示的密闭连续式旋转炉内，设定第一温控区域的温度为450℃，第二温控区域的温度为595℃。密封用氮气中含氧浓度为100ppm，氮气流量为3L/分钟，气流方向为从物料排出口向进料口(和催化剂移动逆向)，滞留时间为1.5小时，实施第二级焙烧。另外，密闭连续式旋转炉的加热区域总长度为500cm，其中第一温控区域的长度为50cm，第二温控区域的长度为450cm。其他条件为，密闭连续式旋转炉的炉体水平倾斜角为5°，炉体旋转速度为2转/分钟。最终获得金属氧化物结晶活性相，即为目标催化剂。

利用荧光X射线对该目标催化剂的原子比进行分析，确定其组成为：Mo/V/Te/Sb/Nb＝1.0/0.28/0.14/0.03/0.16(摩尔比)。

丙烷制丙烯酸反应评估：

将前述目标催化剂打锭成型为圆柱形后，破碎筛选为0.5～1.0mm的颗粒，填充至内径为10mm的反应器。按照丙烷/氧气/水蒸气/氮气＝1/2.3/3.3/8.7(摩尔比)的原料组成，在380℃、SV 2400h^-1条件下，对丙烷的转化率和丙烯酸的收率进行评估，结果如表1所示，丙烷转化率为64.2％，丙烯酸收率为46.9％。

对比例1

本对比例提供的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂制备方法与实施例1基本相同，区别在于：步骤3)中，密封用氮气的流向从进料口流向排出口(顺向)。

进一步，本对比例还采用了与实施例1相同的方法对催化剂的性能进行了评估。结果如表1所示，可以看到，采用本对比例的催化剂产品，丙烷转化率由64.2％变为62.0％，丙烯酸的收率由46.9％变为42.8％。

对比例2

本对比例提供的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂制备方法与实施例1基本相同，区别在于：步骤3)中，第一温控区域的温度为200℃。

进一步，本对比例还采用了与实施例1相同的方法对催化剂的性能进行了评估。结果如表1所示，可以看到，采用本对比例的催化剂产品，丙烷转化率由64.2％变为61.6％，丙烯酸的收率由46.9％变为44.4％。

对比例3

本对比例提供的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂制备方法与实施例1基本相同，区别在于：步骤3)中，密封用氮气中的含氧浓度为500ppm。

进一步，本对比例还采用了与实施例1相同的方法对催化剂的性能进行了评估。结果如表1所示，可以看到，采用本对比例的催化剂产品，丙烷转化率由64.2％变为58.3％，丙烯酸的收率由46.9％变为41.4％。

对比例4

本对比例提供的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂制备方法与实施例1基本相同，区别在于：步骤3)中，密封用氮气中的含氧浓度为1000ppm。

进一步，本对比例还采用了与实施例1相同的方法对催化剂的性能进行了评估。结果如表1所示，可以看到，采用本对比例的催化剂产品，丙烷转化率由64.2％变为45.4％，丙烯酸的收率由46.9％变为31.8％。

实施例2本实施例的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂的制备工艺与实施例1基本相同，区别在于：步骤3)中，密封用氮气中的含氧浓度为300ppm。

实施例3本实施例的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂的制备工艺与实施例1基本相同，区别在于：

步骤2)中，第三温控区域的温度为300℃，第四温控区域的温度为285℃，滞留时间为30分钟，炉体水平倾斜角为1°，炉体旋转速度为1转/分钟。

步骤3)中，第二温控区域的温度为620℃，滞留时间为0.5小时，密闭连续式旋转炉的炉体水平倾斜角为0.5°，炉体旋转速度为0.5转/分钟。

实施例4本实施例的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂的制备工艺与实施例1基本相同，区别在于：

步骤2)中，设定第三温控区域340℃，第四温控区域为320℃，滞留时间为3分钟，炉体水平倾斜角为15°，炉体旋转速度为5转/分钟。

步骤3)中，第一温控区域的长度为100cm，第二温控区域的长度为400cm，滞留时间为2.5小时，密闭连续式旋转炉的炉体水平倾斜角为10°，炉体旋转速度为10转/分钟。

实施例5本实施例的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂的制备工艺与实施例1基本相同，区别在于：

步骤1)中，采用的钒源、碲源、锑源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.1、0.15、0.07、0.3，且碲源相对于钒源的原子比为0.3。

步骤1)中，将四钼酸铵和偏钒酸铵在蒸馏水中于40℃搅拌溶解，再加入A液和576g浓度为2.0wt％的氨水，继续搅拌，维持反应体系的温度为40℃，并加入B液，得到粘稠状沉淀，持续搅拌后在反应体系中加入硝酸铵(硝酸铵相对于钼源的摩尔比为0.4)，继续搅拌，最后将所得到的液浆喷雾干燥成粉末。

步骤1)中，B液的制备方法中，未采用双氧水。

实施例6本实施例的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂的制备工艺与实施例1基本相同，区别在于：

在步骤1)中，采用的钒源、碲源、锑源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.2、0.3、0.01、0.01，且所述碲源相对于钒源的原子比为1.5。

步骤1)中，将四钼酸铵和偏钒酸铵在蒸馏水中于100℃搅拌溶解，再加入A液和576g浓度为2.0wt％的氨水，继续搅拌，当反应体系的温度降至50℃，并加入B液，得到粘稠状沉淀，持续搅拌后在反应体系中加入硝酸铵(硝酸铵相对于钼源的摩尔比为0.2)，继续搅拌，最后将所得到的液浆喷雾干燥成粉末。

步骤1)中，B液的制备方法中，双氧水与铌源的摩尔比为0.3。

实施例7本实施例的一种Mo-Te-Sb-V-Nb系催化剂的制备工艺与实施例1基本相同，区别在于：

在步骤1)中，采用的钒源、碲源、锑源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.6、0.3、0.05、0.3。

步骤1)中，在蒸馏水中加入四钼酸铵和偏钒酸铵，在80℃搅拌溶解，再加入A液和氨水，继续搅拌，在反应体系的温度降至50℃时，维持搅拌，并加入B液，得到粘稠状沉淀，持续搅拌5分钟，之后在反应体系中加入氨水(氨水相对于钼源的摩尔比为0.04)，继续搅拌，最后将所得到的液浆喷雾干燥成粉末。

参照实施例1的方式对实施例3-7所获催化剂的性能进行评估，结果显示也如表1所示，实施例3-7所获催化剂的性能与实施例1所获催化剂的性能基本相当。

表1

需要说明的是，在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解，以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备方法，其特征在于包括：

使钼源、钒源、碲源、锑源与溶剂混合，并向所获混合物中加入铌源，获得催化剂前驱体；

对所述催化剂前驱体进行干燥处理后进行第一级焙烧，获得第一级焙烧物；以及，

在低氧条件下，将所述第一级焙烧物输入具有密封反应腔室的连续式旋转装置中进行第二级焙烧，制得Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂；

其中，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：采用具有密封反应腔室的连续式旋转装置，在含氧浓度为300ppm以下，优选氧浓度为100ppm以下的气氛中进行所述第二级焙烧；优选的，所述低氧条件包括由氮气和/或惰性气体形成的气氛；优选的，所述第一级焙烧物的流动方向与氮气和/或惰性气体形成的气氛的流动方向相反。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向依次分布的第一温控区域、第二温控区域，且所述第二温控区域的温度高于第一温控区域的温度100℃以上，优选为100～150℃；优选的，所述第二温控区域的温度在550℃以上，优选在580℃以上；

优选的，在所述反应腔室的全部升温区域中，所述第一温控区域所占比例为1/10以上，优选为1/5以上；

和/或，所述第一级焙烧物在所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置内的焙烧时间为0.5～2.5小时，优选为1.0～2.0小时；

和/或，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置倾斜设置，优选的，其轴线与水平线之间的倾斜角为0.5～10°，优选为1.0～5°；

和/或，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置的旋转速度为0.5～10转/分钟，优选为0.5～6转/分钟。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：在有氧气存在的气氛中，将干燥处理后的催化剂前驱体输入连续式旋转焙烧装置中于250～380℃，优选为280～360℃条件下进行第一级焙烧，所述连续式旋转焙烧装置包括沿所述催化剂前驱体的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述连续式旋转焙烧装置包括沿所述催化剂前驱体的流动方向依次分布的第三温控区域、第四温控区域，且所述第三温控区域的温度高于第四温控区域的温度；优选的，所述第三温控区域的温度为300°以上，所述第四温控区域的温度为285°以上，并且，所述第三温控区域的温度高于第四温控区域的温度15℃以上；

优选的，所述催化剂前驱体在所述连续式旋转焙烧装置内的焙烧时间为3～30分钟，优选为5～15分钟；

优选的，所述连续式旋转焙烧装置倾斜设置，优选的，其轴线与水平线之间的倾斜角为1～15°，优选为3～10°；优选的，所述连续式旋转焙烧装置的旋转速度为1～10转/分钟，优选为2～5转/分钟。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：将钼源和钒源用水进行溶解，之后加入碲源和锑源，形成第一混合浆液并加热，再加入铌源进行反应，从而获得包含催化剂前驱体的浆液；优选的，所述加热的温度在40℃以上，更优选为40℃～100℃；优选的，所述加热的时间为0～3小时，更优选为0.5～1.5小时；

和/或，所述钒源、碲源、锑源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.1～0.6，0.1～1.5，0～0.05、0.01～0.3，且所述碲源相对于钒源的原子比为0.3～1.5；优选的，所述钒源、碲源、锑源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.1～0.4、0.1～0.3、0～0.05、0.01～0.3，且所述碲源相对于钒源的原子比为0.3～0.8。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于具体包括：

将所述铌源直接加入被加热的第一混合浆液内进行反应，从而获得包含催化剂前驱体的浆液；

或者，将所述铌源与双氧水混合后加入被加热的第一混合浆液内进行反应，从而获得包含催化剂前驱体的浆液；优选的，所述双氧水与铌源的摩尔比为0.5以下，优选为0.3以下；

和/或，所述制备方法具体包括：

直接对所述包含催化剂前驱体的浆液进行干燥处理；

或者，向所述包含催化剂前驱体的浆液内加入氨水和/或硝酸铵，之后进行干燥处理；优选的，所述氨水相对于钼源的摩尔比在0.02以上，更优选在0.04以上；优选的，所述硝酸铵相对于钼源的摩尔比在0.2以上，更优选在0.4以上；

优选的，所述干燥处理包括喷雾干燥。

8.由权利要求1-7中任一项所述方法制备的Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂，所述催化剂的化学式为MoV_jTe_kSb_lNb_mO_n，其中j为0.1～0.6，k为0.1～1.5，且k/j＝0.3～1.5，l为0～0.05，m为0.01～0.3，n为由Mo、V、Te、Sb、Nb的氧化态所确定的值。

9.一种Mo-V-Te-Sb-Nb-O催化剂的制备系统，其特征在于包括：

第一焙烧机构，其包括连续式旋转焙烧装置，至少用以对干燥处理后的催化剂前驱体进行第一级焙烧；

第二焙烧机构，其包括具有密封反应腔室的连续式旋转装置，至少用以对第一级焙烧所获第一级焙烧物进行第二级焙烧，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向分布的至少两处以上温度相异的温控区域。

10.根据权利要求9所述的制备系统，其特征在于：所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置包括沿所述第一级焙烧物的流动方向依次分布的第一温控区域、第二温控区域，且所述第二温控区域的温度高于第一温控区域的温度100℃以上，优选为100～150℃；优选的，所述第二温控区域的温度在550℃以上，优选在580℃以上；

优选的，在所述反应腔室的全部升温区域中，所述第一温控区域所占比例为1/10以上，优选为1/5以上；

和/或，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置倾斜设置，优选的，其轴线与水平线之间的倾斜角为0.5～10°，优选为1.0～5°；

和/或，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置的密封形式包括鱼鳞密封、半柔性密封、迷宫型密封或盘根密封；

和/或，所述具有密封反应腔室的连续式旋转装置具有进料口和出料口，并且所述进料口和出料口处设置有双重门；

和/或，所述密封反应腔室的两端设置有旋转密封轴。

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