[發明專利]一種富馬酸專用的苯氧化氣相固定床催化劑

無效

• 申請號: 201210575259.X
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN102989494A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 姚少華;張玉山;李大鵬;武學軍;莊廣慶
• 申請（專利權）人: 天津市天環精細化工研究所
• 主分類號: B01J27/199
• 分類號: B01J27/199;C07D307/60;C07C57/15;C07C51/353
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技術領域

本發明涉及催化劑領域，尤其是涉及一種富馬酸專用的苯氧化氣相固定床催化劑。

背景技術

以苯為原料氣相固定床催化氧化制造順丁烯二酸酐在國外已有80多年歷史，在國內也有50多年的歷史。所采用的催化劑均為釩鉬氧固體催化劑，由于使用的活性物配方、載體、制備工藝及使用方法的不同已經發表了數量巨大的專利，根本沒有專門用于生產富馬酸的催化劑。而用于生產順酐的催化劑大多注意選擇性，而忽略活性，造成順丁烯二酸水溶液色澤偏深，在生產富馬酸過程中不得不加入適量活性炭以便改進富馬酸的色澤。

在已有的大量苯法順酐催化劑中，在用于制造富馬酸過程中，都必須對氧化所生成的順酸水溶液加2%以上的活性炭，即設置一個精制脫色工序，這樣才能保證富馬酸的產品質量。

發明內容

本發明提供了一種富馬酸專用的苯氧化氣相固定床催化劑，該催化劑較現有的催化劑具有更高的活性。

為實現上述的發明目的，本發明采取的實施方式如下：

一種富馬酸專用的苯氧化氣相固定床催化劑，該催化劑活性相構成為：以1mol?V₂O₅為基準時，其余氧化物的比例是：0.35～0.75mol的MoO₃、0.0075～0.055mol的P₂O₅、0.005～0.100mol的Na₂O、0.005～0.500mol的NiO，以及0.0002～0.0012mol的Re₂O₃，其中Re為Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu中的任意三種。

該催化劑所用載體為工業碳化硅。

所述的工業碳化硅為空心柱體結構，其尺寸為外徑為5.0～6.0mm，內徑為3.0～3.5mm，高度3.5～4.0mm。

所述催化劑在完成噴涂工藝后采用器外活化工藝。

所述器外活化步驟為：在活化爐內放置多個微型固相反應器，在此微型固相反應器中完成器外活化，使其處于由于催化劑自身分解所產生的氨形成的還原氣氛當中，控制器內氨空比大約在1：10，在4小時內使爐內溫度升到450～470℃，保溫1～3小時，再自然降溫到常溫。

在本發明的催化劑中使用的工業碳化硅載體為人工制備的，其特征是表面粗糙，內部幾乎無孔的綠碳化硅中空圓柱環。它是以一定目數的工業綠碳化硅粉為骨架粒子，以低壓瓷土為永久性粘結劑，以甲基纖維素或玉米粉或硅溶膠為臨時粘結劑，經擠出成型，干燥，高溫焙燒而成。同現在有的載體相比，增加了系統阻力，增加了反應接觸時間，從而有利于苯轉化率的提高。

本發明的理論根據：在本發明的催化劑活性組份配方中調整了P₂O₅的比例，這樣使催化劑活性相中酸堿活性位減少，而適當增加稀土氧化物的比例，增加了催化劑供電子的能力，而有利于氧化還原活性位的適當增加，綜合起來，催化劑的活性就會適當提高，另外，減少載體的外徑尺寸，可以增加床層阻力，使反應物停留時間延長，在反應氣體中氧的分壓也會增加，這樣也可以提高催化劑的活性，即增加苯轉化率，減少反應的中間產物和高沸點焦油狀副產物，最終調整生成物的順酸水溶液的色澤，進而可以不用脫色劑活性炭。

本發明的有益效果是：

本發明屬于專門用于生產富馬酸的苯法固定床順酐催化劑。它的優點是催化劑活性高，苯轉化率比普通型順酐催化劑和高負荷高收率順酐催化劑都更高些；單管試驗苯轉化率98.5～99％，10000噸/年工業裝置苯轉化率為98.5～99.5％。生產出來的順酸水溶液色澤較淺，一般情況下為淡黃色或無色透明；在順酸異構化過程中不必設置活性炭脫色工序；特別重要的是富馬酸的純苯消耗可達960～970公斤/噸，比普通型順酐催化劑制造富馬酸苯耗1020～1030公斤/噸低50公斤以上，降低了生產成本。