[发明专利]均四甲苯气相氧化制取均苯四酸二酐的催化剂和其制备方法

说明书

本发明涉及一种均四甲苯在空气中进行气相催化氧化生产均苯四酸二酐的催化剂和其制备方法的技术领域。

有关均四甲苯气相氧化制取均苯四酸二酐即均酐的催化剂曾有文献和资料报道过。如比利时专利655686号中发明了V₂O₅-WO₃体系的催化剂，但是用于均四甲苯氧化，生成均酐的收率较低。还有发表过使用V₂O₅-P₂O₅-MoO₃在熔融状态下担载氧化铝上的催化剂，其进行均四甲苯氧化反应，可以抑制燃烧反应，得到较高的均酐收率，但是这种催化剂使用到700小时时后，催化剂层温度开始上升，二氧化碳的生成量增加，寿命这样短的催化剂作为工业催化剂是不合适的。日本专利45-15252发表的V₂O₅-TiO₂-Na₂O或V₂O₅-TiO_2-Na₂O-P₂O₅催化剂，在均四甲苯氧化上已用于工业生产，但是要求高空速，约14000-16000时^-1，选择性也较抵，这样的克分子吸收率仅为60％左右，将这种的催化剂用于工业规模生产时，其克分子收率只有50-56％。由于均四甲苯氧化反应的反应热较大，它的反应热在理论上讲是邻二甲苯氧化的1-2倍，从反应来看和，邻二甲苯制取苯酐的反应很相似，但因排除反应热比较困难，以至于预期的均酐收率下降，所以将邻二甲苯氧化的催化剂用于均四甲苯催化氧化生产均酐也是不合适的。

本发明的第一个目的就在于针对上述现有技术现状而提供一种收率高、选择性高及较高时空产率的均四甲苯气相氧化制取均苯四酸二酐的催化剂。

本发明的第二个目的在于提供一种制备上述催化剂的方法。

本发明的第一个目的是这样实现的：该种均四甲苯气相氧化制取均苯四酸二酐的催化剂，其特征在于主催化剂为V₂O₅和TiO₂，其重量比为0.58-0.62∶0.42-0.38；助催化剂为Nb₂O₅、Cs₂O和P₂O₅，以主催化剂的重量基准为1，则Nb₂O₅为0.1-0.22,Cs₂O为0.021-0.04,P₂O₅为0.012-0.032；或者助催化剂为Nb₂O₅、Na₂O和B₂O₃，以主催化剂的重量基准为1，则Nb₂O₅为0.1-0.22,Na₂O为0.014-0.025,B₂O₃为0.014-0.035；并且以上组分按比例分别担载惰性的载体上。

所述的惰性载体为￠5-6m/m的金刚砂或刚玉或瓷环。

所述的主催化剂其V₂O₅∶Cs₂O重量比最佳为0.6∶0.4。

本发明的第二个目的是这样实现的。制备上述催化剂的方法，其特征在于步骤依次为：制取主催化剂，在偏钒酸铵的水溶液中加入草酸来还原钒，然后加入四氯化钛，并使V₂O₅与TiO₂重量比为0.58-0.62∶0.42-0.38；加入助催化剂制成喷涂液，在上述的基础上以主催化剂重量为基准1，分别加入Nb₂O₅0.1-0.22,Cs₂O0.021-0.04,P₂O₅0.012-0.032制成喷涂液，或者依次加入Nb₂O₅0.1-0.22,Na₂O0.014-0.025,B₂O₃0.014-0.035制成喷涂液；喷涂焙烧，将上述的喷涂液喷涂在￠5-6m/m载体上再焙烧而成。