[发明专利]一种用于苯氧化制顺酐的负载型催化剂及其制备

说明书

本发明涉及一种用于苯氧化制顺酐的负载型催化剂，含有下述组分：碳化硅和/或氧化铝作为载体；V₂O₅、MoO₃、P₂O₅、Na₂O和NiO作为活性组分；以及至少两种金属的金属氧化物RO_y/2作为助剂，y为元素R的化合价；所述至少两种金属为选自除钠、钾之外的其它碱金属、除钒之外的第VB族过渡金属、除钼之外的第VIB族过渡金属、除镍之外的第VIII族过渡金属元素、第IIIA族金属、第VA族金属以及稀土元素中的至少两种。本发明还涉及该负载型催化剂的制备方法。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种用于苯氧化制顺酐的负载型催化剂及其制备和应用。

背景技术

顺丁烯二酸酐，简称顺酐，是一种非常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。顺酐主要用于生产1,4-丁二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃、富马酸、不饱和聚酯树脂等，也可以用于医药和农药的生产。

顺酐的生产以苯和正丁烷为主要原料。尽管近年来国内以正丁烷为原料生产顺酐的产能在不断的扩大，但是以苯为原料的生产方法仍能占到总产量的50％。为了使苯氧化制顺酐工艺有更大的竞争力，需要提高氧化反应的V-Mo系催化剂的性能，以提高顺酐的重量收率，尤其是在苯氧化制顺酐过程中，需要提高顺酐的选择性，减少一氧化碳和二氧化碳的生成。双段床技术是提高顺酐重量收率的一种重要技术手段。其主要特征为：在催化剂床层的上段，使用选择性高而活性较低的催化剂；在催化剂床层的下段则使用活性较高而选择性较低的催化剂，通过这种分段式催化剂床层，可以保证顺酐重量收率达到较高的水平，同时不会使床层的热点温度大幅上升。

目前，对用于苯氧化制顺酐的催化剂的研究多集中在提高催化剂的活性上，现有技术中存在的催化剂的选择性尚不能满足上段床层的要求。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明人提出一种用于苯氧化制顺酐的负载型催化剂及其制备和应用，通过将至少两种助剂元素引入V-Mo系催化剂体系中，改善了催化剂的催化性能，尤其是显著提高了催化剂的选择性。

本发明一方面提供一种用于苯氧化制顺酐的负载型催化剂，含有下述组分：

碳化硅和/或氧化铝作为载体；

V₂O₅、MoO₃、P₂O₅、Na₂O和NiO作为活性组分；以及

至少两种金属的氧化物RO_y/2作为助剂，y为元素R的化合价；

所述至少两种金属为选自除钠、钾之外的其它碱金属、除钒之外的第VB族过渡金属、除钼之外的第VIB族过渡金属、除镍之外的第VIII族过渡金属元素、第IIIA族金属、第VA族金属以及稀土元素中的至少两种。

本发明人经研究发现，通过含有至少两种上述金属的金属氧化物，能够显著提高催化剂的选择性。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述至少两种金属选自铷、铯、铈、铌、铬、钨、铁、钌、钴、铑、镓、铟、铊、锑、铋、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的至少两种，优选为铈、铟、钬、铒、钴和锑中的至少两种。

在本发明的另一个优选的实施方式中，作为助剂的两种金属的摩尔比为0.01-50，优选为0.05-20，更优选为0.1-10。

本发明人经研究发现，在含有两种金属的金属氧化物的情况下，通过将两种金属的摩尔比控制在上述范围内，能够进一步提高催化剂的选择性。