[發明專利]用于正丁烷氧化制順酐的催化劑

有效

• 申請號: 201510675486.3
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN106582746B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 徐俊峰;顧龍勤;曾煒;陳亮;趙欣;王丹柳;曹艷萍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J27/198
• 分類號: B01J27/198;B01J35/10;B01J35/02;C07D307/60
• 代理公司: 暫無信息
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本發明涉及一種用于正丁烷氧化制順酐的催化劑。主要解決現有技術中由于釩源結構影響催化劑形貌和性能的問題。本發明通過采用主體包括釩、磷、氧三種元素，輔以微量的金屬助劑；按照催化劑總重量計，其中含有：釩元素為20?30％，磷元素為20?30％，氧元素為20?35％；金屬助劑為0.001?10％的催化劑，所述催化劑經物理球磨和有機溶劑化學修飾的精制方法生產具有特殊形貌的釩源的技術方案，改進催化劑的結構形貌，大大改善催化劑的催化性能，可應用于正丁烷氧化制順酐領域。

技術領域

本發明涉及一種用于正丁烷氧化制順酐反應的催化劑及其制備方法。

背景技術

順丁烯二酸酐，簡稱順酐，亦即馬來酸酐，是一種常用的重要有機化工原料，是世界上消費量僅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐品種。順酐廣泛應用于石油化工、食品化工、醫藥、建筑材料等行業，主要用于合成不飽和聚酯樹脂、潤滑油添加劑、食品添加劑、1,4-丁二醇(BDO)、γ-丁內酯(GBL)、四氫呋喃(THF)等一系列重要重要的有機化學品和精細化學品。

順酐的早期生產是通過苯的選擇氧化制備的，但由于苯對人體和環境的危害性，以及經濟因素的影響，苯法的生產工藝在順酐生產中所占的比例日益減小。由于具備原料價廉、污染相對較輕、碳原子利用率高和順酐生產成本低等優點，正丁烷氧化制順酐技術逐漸成為順酐生產的主要路線。

目前，研究者對用于正丁烷氧化制順酐的催化劑材料做了大量研究和嘗試，認為釩-磷-氧(VPO)催化劑仍是迄今為止最為有效的催化劑體系。關于VPO催化劑的制備方法具有大量的公開文獻和專利技術，總結下來主要集中在工業化的VPO催化劑通常是采用水溶劑或有機溶劑法制得前驅體，所得前驅體通過焙燒活化和成型得到最終催化劑。由于有機溶劑法相對于水相法得到的催化劑具有較大的比表面積，因此具有一定的優勢。這種方法主要以異丁醇和苯甲醇的單一或混合體系為溶劑。因此，具體的有機溶劑法的制備過程是將釩源溶于有機溶劑中，攪拌回流反應，并加入磷源，繼續回流得到前驅體，最后熱處理活化得到催化劑。

但是這些常規制備方法的研究重點都集中在如何改善釩源與磷源的反應效果，以及考察磷源的濃度以得到純度更高、形貌特征更明顯的VPO催化劑。美國專利US4374043描述了利用混合的磷源制備催化劑，其中混合磷源為正磷酸、焦磷酸和少量三磷酸的混合物。美國專利US4365069公開了使用85％正磷酸為磷源的制備方法。這些方法都著重考察了磷源對催化劑的影響，而忽視了對釩源的考察，沒有重視釩源的精制過程對VPO催化劑純度和形貌的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是針對現有技術中由于釩源結構影響催化劑形貌和性能的問題，公開了一種用于正丁烷氧化制順酐的催化劑，其新型的精制釩源的方法，生產出粒徑為1-10μm、比表面積為5-25m²/g，具有豐富孔道結構的釩源，改進了催化劑的結構形貌，從而改善催化劑的性能。

本發明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的催化劑的制備方法。

本發明所要解決的技術問題之三是提供一種與解決技術問題之一相對應的提高正丁烷氧化制順酐收率的方法。

為解決上述技術問題之一，本發明所公開的技術方案為：一種用于正丁烷氧化制順酐的催化劑，催化劑具有玫瑰花型結構；其主體包括釩源化合物、磷源化合物和氧源化合物，輔以微量的金屬助劑；按照催化劑總重量，其中含有釩元素為20-30％，磷元素為20-30％，氧元素為20-35％；金屬助劑為0.001-10％。

上述技術方案中，用于正丁烷氧化制順酐的催化劑，其特征在于，釩元素選自精制后的偏釩酸銨、五氧化二釩或有機酸釩的至少一種；金屬助劑選自鈷、鋰、鉬、鋅的至少一種。