[發(fā)明專利]用于偏三甲苯氧化制備偏酐的催化劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810566794.6
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN110560116B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧龍勤;徐俊峰;陳亮;趙欣
• 申請（專利權(quán)）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: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C07D307/89
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本發(fā)明涉及一種用于偏三甲苯氧化制備偏酐的催化劑，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中偏三甲苯氧化制備偏酐時(shí)，催化劑性能較差，導(dǎo)致偏酐收率較低的問題。本發(fā)明采用負(fù)載型催化劑，所述催化劑的活性組分包括釩元素、鈦元素、堿金屬元素，以及ⅢA族元素和ⅢB族元素中的至少一種，載體為惰性的碳化硅、α?氧化鋁或瓷環(huán)的至少一種的技術(shù)方案。該方案減少了偏三甲苯氧化制備偏酐時(shí)副產(chǎn)物的生成，有效解決了偏酐收率低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于偏三甲苯氧化制備偏酐的催化劑及其制備方法，以及偏酐的合成方法。

技術(shù)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(yīng)用于耐高溫增塑劑、聚酯樹脂、聚酯環(huán)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(chǎn)行業(yè)。由于所制成的樹脂材料具有優(yōu)異的點(diǎn)絕緣性能、耐高溫性能和機(jī)械性能，被廣泛應(yīng)用在電子、航天航空、機(jī)電等工業(yè)領(lǐng)域。

目前世界上偏酐生產(chǎn)主要以美國和日本為代表的偏三甲苯液相氧化技術(shù)為主，占世界上總產(chǎn)量的70％左右。該工藝是以偏三甲苯為原料，在醋酸介質(zhì)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(yīng)流程長，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、投資較大，會對生產(chǎn)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(jìn)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(chǎn)成本低，是生產(chǎn)偏酐最理想的方法。

目前氣相氧化法引起國際上的高度關(guān)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(yīng)，取得了不錯(cuò)的催化效果。CN105498817A研究了V-Ti-Mn-Co金屬氧化物與雜多酸復(fù)合催化劑，摩爾收率可以達(dá)到56.2％。國內(nèi)現(xiàn)在技術(shù)與國外相比尚不完善，開工率很低，無法滿足國內(nèi)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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中偏酐收率低的問題，提供一種用于偏三甲苯氧化制備偏酐的催化劑，該催化劑具有偏酐收率高的特點(diǎn)。

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

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的用于偏酐制備的方法。

為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明所公開的技術(shù)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(fù)載型催化劑，其活性組分包括釩元素、鈦元素、堿金屬元素，以及ⅢA族元素和ⅢB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(huán)。

優(yōu)選所述活性組分同時(shí)包括釩元素、鈦元素、堿金屬元素、選自ⅢA族元素的至少一種元素和選自ⅢB族元素中的至少一種元素。此時(shí)五種元素之間在提高偏酐收率方面具有協(xié)同作用。

上述技術(shù)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(yōu)選K和Rb。

上述技術(shù)方案中，所述ⅢA族元素選自Al、Ga、In和Tl中的至少一種。更優(yōu)選Al和In。

上述技術(shù)方案中，所述ⅢB族元素選自Sc和Y中的至少一種。

上述技術(shù)方案中，作為最優(yōu)選的技術(shù)方案，所述活性組分同時(shí)包括釩元素、鈦元素、堿金屬元素、ⅢA族元素和ⅢB族元素；例如所述活性組份包括V、Ti、K、Al和Sc，或者V、Ti、K、Al、Sc和Y，或者V、Ti、K、Al、In、Sc和Y。

上述技術(shù)方案中，所述催化劑中釩元素、鈦元素與堿金屬元素的摩爾比例為1：(1-15)：(0.1-5)；

所述催化劑中釩元素與ⅢA族元素和ⅢB族元素總和的摩爾比例為1：(0.01-1)，更優(yōu)選為1：(0.01-0.9)。