[发明专利]一种用于氧化制苯酐的催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于氧化制苯酐的催化剂，其包括活性组分和金属载体，所述金属载体的表面具有金属氧化层以及与金属氧化层接触的氧化铝层。所述催化剂采用传热性能好的金属载体材料，强化传热，避免深度氧化，从而提升催化剂的性能，有着较高反应负荷、原料转化率和苯酐质量收率。

技术领域

本发明属于氧化制苯酐催化剂技术领域，具体涉及一种用于萘或邻萘混合制苯酐的催化剂及其制备方法。

背景技术

苯酐(PA)是一种重要的有机化工原料，被认为是十大有机化工原料之一，PA作为一种中间体主要用于生产增塑剂、醇酸树脂和不饱和聚酯树脂(UPR)，其中增塑剂主要用于PVC化合物，约占全球PA消费量的57％；醇酸树脂约占全球PA消费量的19％，广泛地用于溶剂型涂料及农业覆(盖)膜的生产。不饱和聚酯树脂(UPR)约占全球PA消费量的15％，主要用于建筑业和运输业，其他用途包括在染料和各种专用化学品方面的应用。

苯酐生产有萘氧化法和邻二甲苯氧化法两种。一种是以萘或邻萘混合为原料，经空气催化氧化而得；一种是以邻二甲苯为原料，在钒催化剂的作用下经空气氧化为苯酐。20世纪80年代以前，萘氧化法在我国苯酐生产中占主导地位。随着国内石油化学工业的发展，邻二甲苯成为苯酐生产的主要原料，新建的引进装置大都采用邻二甲苯法。近年来，随着邻二甲苯价格的不断攀升，工业萘的价格不断降低，从成本角度考虑萘法苯酐的优势重新体现，因此部分厂家转而采用萘氧化法制苯酐。

目前萘氧化制苯酐的专利主要集中在助剂的筛选和配方的优化上，BASF公司为邻、萘混合氧化制苯酐工艺开发了新型催化剂，该催化剂的活性组分为氧化钒和二氧化钛、可以包含铯化合物、磷化合物、氧化锑以及特定金属(如锂、钾、铷等)的混合氧化物。该催化剂的制备方法是在惰性多孔载体上涂覆一层或多层壳状涂层，满足一个催化剂层A的碱金属含量最高；在流动方向上，位于催化剂层A之后的催化剂层B、C等具有的碱金属含量为催化剂层A的0％～90％不等，且各催化剂层的碱金属含量高于流动方向上后一催化剂的层的碱金属。

目前邻法苯酐市场和萘法苯酐市场共存，而且长期看采用两种原料制备苯酐的状况会一直存在下去。邻法苯酐原料价格高，能耗低，收率高，产品质量好，萘法苯酐原料价格低，但是能耗高，收率低，产品质量一般。

萘或邻萘混合氧化制苯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，防止萘、邻二甲苯和苯酐深度氧化，减少一氧化碳和二氧化碳的生成，从而提高苯酐的收率。

发明内容

本发明针对现有技术中传热不好的技术问题，通过采用传热性能好的预处理后的金属载体材料，强化传热，避免深度氧化，从而提升催化剂的性能。本发明提供了一种用于萘或邻萘混合氧化制邻苯二甲酸酐(简称苯酐)的催化剂，该催化剂有着较高反应负荷、原料转化率和苯酐质量收率。

在本发明中术语“邻萘”是指邻二甲苯和萘。

本发明的第一方面提供了一种用于氧化制苯酐的催化剂，其包括活性组分和金属载体。

根据本发明的一些实施方式，所述金属载体的表面具有金属氧化层以及与金属氧化层接触的氧化铝层。

根据本发明的一些实施方式，所述金属载体选自铝、铝锌合金、铝铜合金和铝硅合金中的一种或多种。

根据本发明的一些实施方式，所述金属载体选自环形金属载体，所述环形金属载体的直径为3-13mm，优选为6-9mm，高度为4-10mm，优选5-7mm，壁厚为0.5-2mm，优选1.2-1.5mm。

根据本发明的一些实施方式，所述活性组分包括主活性组分、二氧化钛和助剂。

根据本发明的一些实施方式，所述主活性组分包括钒化合物、磷化合物、钾化合物以及任选地铯化合物。