[发明专利]一种顺丁烯二酸酐的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种顺丁烯二酸酐的生产方法。

背景技术

顺丁烯二酸酐(简称顺酐、又称马来酸酐)是重要的有机化工原料，它已成为仅次于苯酐的第二大有机酸酐。目前，顺酐主要用于生产合成树脂、食品、农药、医药、造纸、涂料、纺织等工业，市场对顺酐的需求日益增长。

生产顺酐主要以苯、正丁烷或丁烯为原料，目前以苯为原料生产顺酐占国内顺酐总产量的60％。为了能使工业上更有效的通过气相催化氧化苯的方法来生产顺酐，首先要求有高选择性和长期耐用的催化剂，近年来，在要求生产过程节能和提高生产效率的同时，对催化剂还附加要求其具有能以较少量的空气催化氧化大量苯的能力，换句话说，即使生产过程是在提高进料气中苯浓度的情况下进行时，仍然要求催化剂具有很好的选择性和耐用性。

以苯为原料的现代顺酐生产主要采取固定床反应的形式进行，其中所使用的催化剂以负载型催化剂为主要类型，一般采用V-Mo系负载型催化剂，即以V₂O₅和MoO₃为催化活性物质，并添加含Na、P、Ni或稀土元素等的化合物作为催化剂助剂，用惰性无孔材料作为载体，将催化活性物质与催化剂助剂一同负载到载体上而制得。

唐澄汉等人在CN1250050A提出了一种顺酐的高负荷生产方法，具体如下：(1)采用三段床催化剂生产顺酐，其中从进口段到出口段分别为A、B、C三段，催化剂以V₂O₅、MoO₃、Na₂O及P₂O₅为主要活性组分，其中B段降低P₂O₅含量或者添加助剂Cs₂O来提高选择性，C段则以增加P₂O₅含量来提高活性；(2)催化剂的三段床高为A段占总床高的5-20％，B段占总床高的60-35％，C段占总床高的35-45％；(3)催化剂评价采用直径25mm，长3.2m的反应管进行，总床高2.6m，盐浴温度350-360℃，进料中苯的浓度在40-60g/Nm³，顺酐收率95-98重量％(以苯计)，苯的转化率为98％。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够在高浓度气相苯条件下，得到高收率的顺丁烯二酸酐的生产方法。

本发明提供的顺丁烯二酸酐的生产方法，该方法包括在氧化条件下，使含有苯和氧化性气体的混合气体与催化剂床层接触，所述催化剂床层由一种催化剂经活化后形成，所述催化剂包括载体和活性物质，所述活性物质含有含钒化合物、含钼化合物、含钠化合物、含磷化合物和含镍化合物，以含有苯和氧化性气体的混合气体的进料方向为基准，所述催化剂床层依次分为催化剂床层A、催化剂床层B和催化剂床层C，催化剂床层A、催化剂床层B和催化剂床层C中，所述含钒化合物以V₂O₅计、所述含钼化合物以MoO₃计、所述含钠化合物以Na₂O计、所述含磷化合物以P₂O₅计、所述含镍化合物以NiO计，所述含钒化合物∶所述含钼化合物∶所述含钠化合物∶所述含磷化合物∶所述含镍化合物的摩尔比为1∶0.3-1.1∶0.001-0.3∶0.002-0.25∶0.001-0.5，其中，所述催化剂床层A、催化机床层B和催化剂床层C中含钼化合物与含钒化合物的摩尔比的比例为1∶0.5-1∶0.25-1、含磷化合物与含钒化合物的摩尔比的比例为1∶0.1-0.5∶0.1-0.5、含镍化合物与含钒化合物的摩尔比的比例为1∶0.4-0.8∶0.2-0.5，且所述含钼化合物与含钒化合物的摩尔比、含磷化合物与含钒化合物的摩尔比、含镍化合物与含钒化合物的摩尔比均按照催化剂床层A、催化剂床层B和催化剂床层C的顺序依次减小。

使用本发明提供的方法生产顺丁烯二酸酐，能够提高进料混合气体中苯的浓度，增加固定床反应器的苯负荷量并且充分使苯转化，使得最终顺丁烯二酸酐的收率高。例如按照实施例1的方法生产顺丁烯二酸酐，含有苯与氧化性气体的混合气体以体积空速2400-2700h^-1进入固定床反应器，在混合气体中苯的浓度为80g/m³的条件下，苯的转化率为98.5-99.0％、顺酐的收率为107-111重量％(以苯的重量计)。而对比例1在相同操作条件下，苯的转化率为96.6-97.3％、顺酐的收率为92-98重量％(以苯的重量计)。