[发明专利]一种用于苯氧化制顺酐的催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于苯氧化制顺酐的催化剂，包括催化剂载体、活性组分和导热材料。使用本发明提供的催化剂可以更好的将反应热传导和分散，避免深度氧化，改善传热性能，提升催化剂的性能，该催化剂有着较高的苯转化率和顺酐质量收率。

技术领域

本发明属于苯氧化制顺酐催化剂技术领域，具体涉及一种用于苯氧化制顺酐的催化剂及其制备方法。

背景技术

顺酐是一种非常重要的有机化工原料，它已成为仅次于苯酐的第二大有机酸酐。顺酐主要用于生产1,4-丁二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃、富马酸、不饱和聚酯树脂等，也可以用于医药和农药的生产。顺酐最大的用途是生产不饱和聚酯树脂(UPR)，第二大用途是合成1,4-丁二醇，二者的消费量能占顺酐消费量的60％以上。

顺酐的生产主要以苯和正丁烷为主要原料。近年来国内正丁烷氧化法装置产能不断扩大，发展势头较快，但是正丁烷法制顺酐工艺较苯法复杂，操作相对困难，所以使用苯为原料的工艺仍能占到顺酐总产能的50％。目前，正丁烷的市场报价在4000元/吨，而苯的价格为4500元/吨，两者的价格差已经非常小，据研究，当原料苯的价格和正丁烷的吨价格差在1500元以内，苯法的综合成本优势会高于正丁烷法。

在山西等煤化工丰富而天然气缺乏的地区，采用焦化苯作为原料的装置仍然作为主流装置。目前，顺酐装置的生产存在着非常大的竞争，厂家为了提高经济效益尽可能的降低生产成本，苯的原料成本占据了顺酐80％以上的生产成本，降低苯耗，提升苯的利用率可以显著提升经济效益。

一般来讲，对于2万吨产能的顺酐生产厂家而言，按照质量收率平均为92.0％来算，每年需要苯的质量为2.18万吨，当催化剂性能提升后，苯的单耗会随之下降，按照质量收率平均为94.0％来算，同样年产2万吨的顺酐装置，苯的平均消耗为每年2.13万吨，相比较而言，苯的消耗可以降低0.05万吨，按照目前市场行情，每吨苯的价格为4500元，从原料成本上可以节约225万元，效益相当可观。

目前苯氧化制顺酐的专利主要集中在助剂的筛选和配方的优化上，如专利CN103816931 A中提出了一种苯氧化制顺酐催化剂的制备方法，该催化剂将钼化合物和钒化合物溶于盐酸中，然后将含有磷、钠、镍、铜等化合物的溶液加入至上述活性母液中，将得到的母液喷涂于惰性滑石瓷载体上，并在350-450℃以及惰性保护气的气氛下进行活化，得到活性催化剂。但是该方法用盐酸作为还原剂和溶剂，盐酸是一种挥发性和腐蚀性非常强的酸，不仅会造成设备腐蚀，增加设备成本，还会损害职工身体健康，并带来环境污染等一系列问题。专利CN105536837 A也发明了一种苯氧化制顺酐的催化剂，选用稀土金属氧化物作为主要助剂，如镧、铈、铽和铕等元素中的一种或者多种，以碳化硅作为载体，使用浸渍法或者喷涂法进行制备催化剂。

苯氧化制顺酐的反应是一个强放热的反应，及时的将反应热移出去，可以降低反应区域的温度，防止苯和顺酐深度氧化，减少一氧化碳和二氧化碳的生成，从而提高顺酐的收率。

发明内容

本发明针对现有技术中传热不好的技术问题，在前期配方优化的基础上，在催化剂的母液中加入导热性良好的材料，使其更好的将反应热传导和分散，避免深度氧化，改善传热性能，提升催化剂的性能。本发明提供了一种利用苯氧化制顺丁烯二酸酐(简称顺酐)的催化剂，该催化剂有着较高的苯转化率和顺酐质量收率。

本发明提供了一种用于苯氧化制顺酐的催化剂，包括催化剂载体、活性组分和导热材料。

根据本发明的一些实施方式，所述活性组分以喷涂的方式负载于所述载体上，活性组分负载不够，会影响催化剂的活性，苯转化率比较低，活性组分负载过多，会使得催化剂深度氧化严重，副产较多，顺酐重量收率下降。根据本发明的一些实施方式，在所述催化剂中，以载体的质量计，所述活性组分所占的比例为10％-30％。

根据本发明的优选实施方式，在所述催化剂中，以载体的质量计，所述活性组分所占的比例为15.5％-19.5％。