[发明专利]流化床空气氧化蒽合成蒽醌的催化剂和工艺

说明书

技术领域

本发明涉及到一种以蒽为原料，采用空气为氧化剂，流化床工艺选择性催化氧化合成蒽醌，属于精细化工范畴。

背景技术

蒽醌是一种大吨位、重要的染料和精细化工原料。

目前一般采用苯酐工艺生产：苯酐和苯在无水三氯化铝催化下，缩合生成苯甲酰基苯甲酸铝盐，水解得到苯甲酰基苯甲酸，再用发烟硫酸作为脱水关环剂，得到蒽醌。此法成本较低，但工艺复杂、周期较长，含盐废水量巨大且很难处理，环境污染严重，由于环保监管日益严格，以后很难再用此工艺生产。如中国专利CN102659551A，比较详细描述了此法生产方法。

也有少数采用电化法氧化蒽生产蒽醌：采用硫酸和重铬酸盐为介质，氧化蒽得到蒽醌。此法用剧毒重金属铬盐，同样存在环境污染问题，如专利CN1807690A报道。

采用固定床工艺空气氧化蒽合成蒽醌，主要存在如下问题：固定床温度难控制，高熔点（218℃）和高沸点（340℃）原料蒽难以精确稳定进料，催化剂寿命短，收率低。此工艺虽然被淘汰，但是工艺中几乎没有废水产生。

发明内容

本发明的目的就是针对现有固定床工艺空气氧化蒽合成蒽醌工艺之不足而提供一种流化床空气氧化蒽合成蒽醌的催化剂和工艺。

本发明采用空气为氧化剂，流化床工艺选择性催化氧化合成蒽醌，流化床温度340～390℃，压力0.03～0.1MPa，部分尾气循环套用；以硅溶胶为载体，以MoO₃、P₂O₅、V₂O₅、WO₃、TiO₂、K₂O为活性组分，高收率得到蒽醌。

本发明微颗粒催化剂各活性组分以原子数计为：

Mo_1.0P_aV_bW_cTi_dM_eO_f

a值范围为0.3～3.0；

b值范围为0.1～1.0；

c值范围为0.05～0.5；

d值范围为0.05～0.5；

e值范围为0.02～0.08；

f为满足各元素氧化物所需氧原子的总和；

M为碱金属钾或者铯；

硅溶胶为粘合剂，催化剂煅烧温度为550～650℃，煅烧时间8～12h。

钼来自于钼酸铵和氧化钼，使用时用氨水溶解。

磷来自于磷酸、五氧化二磷，a值范围为0.3～3.0，优选0.8～1.2。

钒来自于五氧化二钒、偏钒酸铵，用草酸水溶液溶解使用，b值范围为0.1～1.0，优选0.4～0.7。

钨来自于钨酸铵、氧化钨，c值范围为0.05～0.5，优选0.1～0.2。

钛来自于锐钛型纳米二氧化钛、偏钛酸，d值范围为0.05～0.5，优选0.1～0.3。

碱金属优选钾、铯，来自于可溶性盐或氧化物，e值范围为0.02～0.08，优选0.04～0.06。

粘合剂为硅溶胶，占催化剂总质量为45～60%。

催化剂粒度范围20～100微米。

流化床空气氧化蒽合成蒽醌的催化剂的应用方法为:以蒽为原料，采用空气为氧化剂，流化床工艺选择性催化氧化合成蒽醌，流化床温度340～390℃，压力0.03～0.1MPa，蒽负荷为40～80g/升催化剂·h，空气总量为0.4～0.8m³/升催化剂·h，部分尾气循环套用，尾气循环套用量占空气总量的10～50%。

本发明的优点是:温度稳定易控，可以用粉末蒽原料，催化剂使用寿命长，产品收率高，蒽转化率99.4%,蒽醌摩尔收率84.0%，没有含盐废水。

具体实施方式

典型催化剂制备工艺描述如下但不局限此条件：

（1）将下表原料依次投入带框式搅拌的搪瓷釜中：