[发明专利]催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，公开了一种催化剂及其制备方法和应用。该催化剂含有载体和负载于所述载体上的活性组分，其中，所述载体中含有碳化硅晶须。该催化剂的制备方法包括将活性组分负载于载体上，其中，所述载体中含有碳化硅晶须。本发明采用原料纳米级碳化硅晶须作为载体，提高了载体的传热性能，及时将反应热转移出去，降低苯氧化反应产生的热量，减少苯的过氧化，提升顺酐选择性。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

顺酐(顺丁烯二酸酐)是一种非常重要的有机化工原料，是仅次于苯酐的第二大有机酸酐。它的主要用途非常广泛，可以用于生产1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯、苹果酸、不饱和聚酯树脂等，也可以作为医药和农药的原料。不饱和聚酯树脂(UPR)是顺酐下游最大的消费产品，其次是1,4-丁二醇，二者的消费量可以占顺酐消费总量的60％以上。

顺酐的生产工艺按照生产原料不同，可以分为苯法和丁烷法工艺。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％。

在煤炭资源相对丰富、而石油资源相对匮乏的地区，煤化工产能较高，会产生大量的焦化苯，因为原料优势，在该地区以焦化苯作为原料来制顺酐的工艺占据了主流工艺。目前，当苯原料成本和顺酐产品的价格差异较小时，企业的生产存在着非常大的竞争，为了提高装置经济效益，尽可能的降低生产成本，降低苯耗，减少苯的副产，提升顺酐的选择性，可以显著提升苯法制顺酐装置的经济效益。

苯部分氧化制顺酐是一种剧烈反应的过程，会产生大量的热量，如果在生产过程中不能将热量及时移出，会造成催化剂床层局部过热，苯和顺酐在高温条件下剧烈燃烧，副产大量的一氧化碳和二氧化碳。因此及时将反应过程产生的热量及时移出，对于苯部分氧化反应至关重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂传热的问题，提供一种催化剂及其制备方法和应用，该催化剂可以将反应产生的热量及时移出，从而提升催化剂的性能，保持催化剂较高的稳定性。

发明人在研究过程中发现，苯部分氧化制顺酐是一种剧烈反应的过程，会产生大量的热量，如果在生产过程中不能将热量及时移出，会造成催化剂床层局部过热，苯和顺酐在高温条件下剧烈燃烧，副产大量的一氧化碳和二氧化碳。因此及时将反应过程产生的热量及时移出，对于苯部分氧化制顺酐反应至关重要。

碳化硅是一种惰性载体，因其比表面积小、导热性能好、机械强度高的优点，因此用于苯氧化制顺酐催化剂的载体。并且发明人在先申请中公开了一种利用苯氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂及其制备方法与应用(CN109201095A)，将催化剂活性组分喷涂在碳化硅载体上，经活化制备得到催化剂。虽然该催化剂中的载体为碳化硅，但是并没有公开碳化硅的具体种类，发明人在此基础上继续研究，惊奇地发现以碳化硅晶须为原料制备的载体，利用碳化硅晶须良好的导热性能、较低的比表面积和较高的强度，可以有效地将反应产生的热量及时移出，从而提升催化剂的性能，保持催化剂较高的稳定性。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种催化剂，该催化剂含有载体和负载于所述载体上的活性组分，其中，所述载体中含有碳化硅晶须。

本发明第二方面提供了一种制备催化剂的方法，该方法包括将活性组分前驱体负载于载体上，然后进行活化；其中，所述载体中含有碳化硅晶须。

本发明第三方面提供了一种上述方法制备得到的催化剂。

本发明第四方面提供了一种上述催化剂在制备顺酐中的应用。

通过上述技术方案，本发明取得了以下有益效果：

(1)采用本发明制备的载体，原料易得，制备工艺简单，条件易于控制。