[發明專利]用于鄰二甲苯制苯酐的催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 201910900936.2
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN112536053B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 袁濱;安欣;劉玉芬;張東順;師慧敏;馮曄;張作峰;董巖
• 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北京化工研究院
• 主分類號: B01J27/198
• 分類號: B01J27/198;C07D307/60
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發明提供了一種用于鄰二甲苯制苯酐的催化劑，其包括活性組分和金屬載體，所述活性組分包括主活性組分和助劑，所述主活性組分包括釩化合物以及任選地磷化合物和銫化合物。所述催化劑采用傳熱性能好的金屬載體材料，強化傳熱，避免深度氧化，從而提升催化劑的性能，有著較高反應負荷、原料轉化率和苯酐質量收率。

技術領域

本發明屬于氧化制苯酐催化劑技術領域，具體涉及一種用于鄰二甲苯制苯酐的催化劑及其制備方法。

背景技術

苯酐生產有萘氧化法和鄰二甲苯氧化法兩種。一種是以萘或鄰萘混合為原料，經空氣催化氧化而得；一種是以鄰二甲苯為原料，在釩催化劑的作用下經空氣氧化為苯酐。20世紀80年代以前，萘氧化法在我國苯酐生產中占主導地位。隨著國內石油化學工業的發展，鄰二甲苯成為苯酐生產的主要原料，新建的引進裝置大都采用鄰二甲苯法。近年來，隨著鄰二甲苯價格的不斷攀升，工業萘的價格不斷降低，從成本角度考慮萘法苯酐的優勢重新體現，因此部分廠家轉而采用萘氧化法制苯酐。目前鄰法苯酐市場和萘法苯酐市場共存，而且長期看采用兩種原料制備苯酐的狀況會一直存在下去。鄰法苯酐原料價格高，能耗低，收率高，產品質量好，萘法苯酐原料價格低，但是能耗高，收率低，產品質量略差。

目前苯酐的相關專利主要集中在助劑的篩選和配方的優化上，BASF公司公開了一種氣相氧化的方法，其中使包括至少一種烴和分子氧的氣流通過使用包含顯著比例的銻華的三氧化二銻生產的催化劑。

南方化學股份公司開發用于制備苯酐的多層催化劑，該催化劑采用如下催化劑布置進行，所述催化劑布置具有在氣體入口側的第一催化劑層和沿氣體通過流方向在第一催化劑層下游的催化活性不同的至少一個第二催化劑層。

國內使用的鄰二甲苯法進口苯酐催化劑主要來自BASF公司和南方化學公司。催化劑分為3～6段床不等，原料進料量在90～100g/Nm3，苯酐折純收率第一年在113～114％。

鄰二甲苯氧化制苯酐的過程中，由于反應熱無法很好的及時排出，使得鄰二甲苯和苯酐發生深度氧化，副產物一氧化碳和二氧化碳的含量高，使得鄰二甲苯氧化制苯酐的成本居高不下。

發明內容

本發明針對現有技術中傳熱不好的技術問題，通過采用傳熱性能好的預處理后的金屬載體材料，強化傳熱，避免深度氧化，從而提升催化劑的性能，極大降低了鄰二甲苯氧化法的成本。本發明提供了一種用于鄰二甲苯制鄰苯二甲酸酐(簡稱苯酐)的催化劑，該催化劑有著較高反應負荷、原料轉化率和苯酐質量收率。

本發明的第一方面提供了一種用于鄰二甲苯制苯酐的催化劑，其包括活性組分和金屬載體、金屬載體表面的金屬氧化層以及金屬氧化層表面的氧化鋁層，所述活性組分包括主活性組分和助劑，所述主活性組分包括釩化合物以及任選地磷化合物和銫化合物。

根據本發明的一些實施方式，所述金屬載體的表面具有金屬氧化層以及與金屬氧化層接觸的氧化鋁層。

根據本發明的一些實施方式，所述金屬載體選自鋁、鋁鋅合金、鋁銅合金和鋁硅合金中的一種或多種。

根據本發明的一些實施方式，所述金屬載體選自環形金屬載體，所述環形金屬載體的直徑為3-13mm，優選為6-9mm，高度為4-10mm，優選5-7mm，壁厚為0.5-2mm，優選1.2-1.5mm。

根據本發明的一些實施方式，所述活性組分還包括二氧化鈦，所述二氧化鈦優選銳鈦礦型二氧化鈦，比表面積為10m²/g-30m²/g，優選18m²/g-25m²/g。

根據本發明的一些實施方式，所述助劑選自銣、鈰、鈮、鉻、鎢、鐵、銀、鈷、金、鎵、銦、銻、鉍、鋯、鉺、鎢和錫的氧化物中的一種或多種。

根據本發明的優選實施方式，在所述催化劑中，以載體的質量計，所述活性組分所占的比例為5-25％，優選為8％-18％。