[发明专利]一种正丁烷氧化法制顺酐VPO催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，主要涉及一种正丁烷氧化法制顺酐VPO催 化剂的制备方法。

背景技术

顺丁烯二酸酐(maleicanhydride，简写MA)简称顺酐，又名马来酸酐， 失水苹果酸酐。顺丁烯二酸酐系白色斜方形针状结晶，分子式为C₄H₂O₃，分 子量为98.058，熔点52.8～60℃，沸点202℃，相对密度为1.314，闪点103℃， 易升华。顺酐易溶于水、醇和酯，微溶于四氯化碳和粗汽油。顺酐的粉尘和 蒸汽均易燃易爆，对人有刺激，而且会烧伤人体皮肤。

顺酐是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，是目前世界上仅次于 苯酐和醋酐的第三大酸酐，主要用于生产不饱和聚酯树脂，醇酸树脂，用于 农药，医药，涂料，油墨，润滑油添加剂，造纸化学品，纺织品整理剂，食 品添加剂以及表面活性剂等领域。此外，以顺酐为原料还可以生产1，4-丁二 醇(BOD)，γ-丁内酯(GBL)，四氢呋喃(THF)，马来酸，富马酸和四 氢酸酐等一系列用途广泛的精细化工产品，开发利用前景十分广阔，目前它 的应用范围还在不断扩大。

顺醉生产工艺路线按原料分主要有苯催化氧化法、正丁烷催化氧化法、 C₄烯烃催化氧化法其中苯作为传统原料，已被广泛地用来生产顺醉，从70 年代起，由于石油价格上涨而引起苯价格的上涨；无铅汽油用量的增多而造 成苯资源的短缺，以及苯法造成环境污染严重，随着绿色化学的兴起和其它 工艺技术的突破，以C₄烯烃和正丁烷为原料生产顺配技术应运而生，尤其是 富产天然气和油田伴生气的国家，拥有大量的正丁烷资源，因此近年来正丁 烷法发展迅速，己占主导地位，约占总生产能力的80％左右。

正丁烷氧化制顺酐催化剂有V-P-O系、V-Mo-O系、Ti-P-O系和M_O-P-O 系，工业上正丁烷选择氧化制顺配最有效的催化剂是钒磷氧复合氧化物催化 剂，正丁烷作为饱和烃，其选择性部分氧化制顺配不仅具有重大的经济意义， 而且对烃类的选择性氧化具有很大理论意义，因此，尽管目前以正丁烷为原 料的生产路线己经在顺配生产中占据了主导地位，但是催化剂的活性较低， 有待进一步提高催化剂的活性和选择性，提高反应活性和选择性，增加丁烷 的转化率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种正丁烷氧化法制顺酐VPO催化剂的制备 方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种正丁烷氧化法制顺酐VPO催化剂的制备方法，其特征在于，

(1)催化剂前驱体的制备

将一定比例的溶剂烯丙醇与还原剂异丁醇混合液加入到三口烧瓶中，然 后加入球磨处理的原料V₂O₅，放置在磁力搅拌器上加热到105℃，连续加热 回流7小时，然后将80％的磷酸按一定量滴加到烧瓶中，继续加热回流6小 时。最后冷却到常温下，用乙醇进行洗涤、过滤，将滤饼捣碎放入50℃的真 空干燥箱内，升温速率15℃/h，当温度升至120℃后，恒温干燥6小时，制 得催化剂VPO前驱体。

(2)催化剂助剂的制备

按铁/钼/锆原子比按1：1:1的比例，配制0.1mol/L的硝酸铁、硝酸钼和 硝酸锆水溶液，滴加浓氨水，得到深褐色的沉淀，过滤并用水洗涤，在110℃ 下干燥过夜，然后在800℃焙烧10h，得到褐色固体粉末，即催化剂助剂铁钼 锆复合氧化物。

(3)含助剂催化剂的制备

用分析天平称取一定量的助剂后，将其溶于一定量的水溶液中，待助剂 全部溶解后，边搅拌边加入粉碎的VPO前驱体中，混合均匀后，于室温静止 一小时，然后置于烘箱中，在100℃左右烘干4小时，冷却后碾成粉术，压 片成型后，再碾成30目。

(3)催化剂的成型

在催化剂成型时先将前驱体通过碾压混合，还要加入一定量的乙醇和石 墨，然后造粒，加入压片机中成型。

(4)催化剂的活化

将打片成型的后的环状前驱体进行破碎，筛选30目的颗粒装进评价装置 反应管中，通入丁烷与空气混合气体，其中丁烷浓度2.0mol％，空气98mol％， 每分钟升温3℃，空速为2000h^-1的条件下，升温到45℃后，保持温度，持续 2小时后降至室温。