[發明專利]用于偏三甲苯合成偏酐的催化劑

有效

• 申請號: 201810566793.1
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN110560111B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 顧龍勤;徐俊峰;王丹柳
• 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: B01J27/224
• 分類號: B01J27/224;C07D307/89
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于偏三甲苯合成偏酐的催化劑，主要解決現有技術中偏三甲苯氧化反應，偏酐收率較低的問題，主要原因在于催化劑性能較差，導致目的產物的選擇性差。本發明采用以釩、鈦元素為主催化元素的催化劑，所述催化劑的活性組分包括釩元素、鈦元素、ⅢA族元素，以及堿金屬元素和VA族元素中的至少一種的技術方案。該方案提高了催化劑性能，偏三甲苯氧化反應減少了副產物的生成，有效解決了偏酐收率低的問題。

技術領域

本發明涉及一種用于偏三甲苯合成偏酐的催化劑及其制備方法，以及偏酐的合成方法。

技術背景

偏苯三酸酐(TMA)簡稱偏酐，又名1，2，4-苯三甲酸酐，是一種重要的化工原料和高附加值中間體，廣泛應用于耐高溫增塑劑、聚酯樹脂、聚酯環氧粉末涂料、絕緣漆、水溶性醇酸樹脂、潤滑油、油墨、膠黏劑等生產行業。由于所制成的樹脂材料具有優異的點絕緣性能、耐高溫性能和機械性能，被廣泛應用在電子、航天航空、機電等工業領域。

目前世界上偏酐生產主要以美國和日本為代表的偏三甲苯液相氧化技術為主，占世界上總產量的70％左右。該工藝是以偏三甲苯為原料，在醋酸介質中，以Co-Mn-Br為催化劑，用空氣氧化制成偏酐。此工藝偏酐收率高，但反應流程長，設備腐蝕嚴重、投資較大，會對生產成本帶來壓力。氣相氧化法是以偏三甲苯為原料，在催化劑作用下用空氣進行一步氧化直接生成偏酐的方法。相對于液相氧化法，避免了的問題，生產成本低，是生產偏酐最理想的方法。

目前氣相氧化法引起國際上的高度關注，紛紛開展此方法的研究工作。德國GE1518613研究了V-Mo-Cu催化劑用于偏三甲苯氣相氧化反應，取得了不錯的催化效果。CN105498817A研究了V-Ti-Mn-Co金屬氧化物與雜多酸復合催化劑，摩爾收率可以達到56.2％。國內現在技術與國外相比尚不完善，開工率很低，無法滿足國內偏酐市場需求。因此，通過改變催化劑的制備方法來提高催化劑對偏酐的選擇性是十分必要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中偏酐收率低的問題，提供一種用于偏三甲苯合成偏酐的催化劑，該催化劑具有偏酐收率高的特點。

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用于偏酐制備的方法。

為解決上述技術問題之一，本發明所公開的技術方案為：一種用于偏三甲苯合成偏酐的催化劑，其特征在于，所述催化劑為以釩、鈦元素為主催化元素的負載型催化劑，其活性組分包括釩元素、鈦元素、ⅢA族元素，以及堿金屬元素和VA族元素中的至少一種；催化劑的載體為惰性的碳化硅、α-氧化鋁或瓷環。

優選所述活性組分同時包括釩元素、鈦元素、ⅢA族元素、選自堿金屬元素的至少一種元素和選自VA族元素中的至少一種元素。此時五種元素之間在提高偏酐收率方面具有協同作用。

上述技術方案中，所述ⅢA族元素選自Al、Ga、In和Tl中的至少一種。更優選Al和Ga。

上述技術方案中，所述堿金屬元素選自Li、Na、K和Rb、Cs中的至少一種。更優選Na和K。

上述技術方案中，所述VA族元素選自P、Sb和Bi中的至少一種。更優選P和Bi。

上述技術方案中，作為最優選的技術方案，所述活性組分同時包括釩元素、鈦元素、ⅢA族元素、堿金屬元素和VA族元素；例如所述活性組份包括V、Ti、Al、K和Bi，或者V、Ti、Al、Na、K和P，或者V、Ti、Al、Na、K、P和Bi。

上述技術方案中，所述催化劑中釩元素、鈦元素與ⅢA族元素的摩爾比例為1：(1-15)：(0.1-5)；

所述催化劑中釩元素與堿金屬元素和VA族元素總和的摩爾比例為1：(0.01-1)，更優選為1：(0.02-0.8)。