[发明专利]用于均四甲苯气相氧化制均酐的催化剂

说明书

本发明涉及一种用于均四甲苯气相氧化制均酐的催化剂，主要解决现有技术中均四甲苯气相氧化反应的副反应多，导致均酐收率低的问题。本发明采用氧化物催化剂，所述催化剂采用α‑Al₂O₃、碳化硅、瓷环或其混合物为载体，活性组分包括钒元素、镧系元素，以及非金属元素和碱土金属元素中的至少一种的技术方案，较好的解决了该技术问题，减少了均酐合成时的副反应发生，提高了均酐的收率。

技术领域

本发明涉及一种用于均四甲苯气相氧化制均酐的催化剂及其制备方法，以及均酐的合成方法。

技术背景

随着石油炼化、化纤和聚酯等工业的迅速发展，大型乙烯装置、催化重整装置、芳烃装置、歧化、异构化工艺等将副产大量的C10芳烃。因此，如何有效利用C10芳烃资源已成为石油化工的一大重要课题。作为高附加值精细化工品的重要中间体，具有4个对称羧基特殊结构的均苯四甲酸二酐(PMDA，均酐)能制成许多具有优越耐热性、电绝缘性和耐化学药品性的产品。主要可用于生产聚酰亚胺、聚咪唑等耐热树脂的单体、医药中间体、环氧树脂固化剂等，用其制成的产品可广泛应用于航空、宇航、电子工业等尖端技术领域。因此，将炼化副产C10芳烃中含量较高的均四甲苯提取后进一步加工成高附加值的均酐具有非常重要的研究意义和显著的经济效益。

目前，以均四甲苯为原料来制备均酐大多采用气相氧化法，由于该过程是一个复杂的多相催化过程，存在多种副反应，导致均酐的收率很低。气相氧化法制备均酐催化剂主要是以钒系为活性组分，辅以少量的金属元素，按化学反应方程式计算均酐的理论收率应该达到163％，但是传统的制备方法值得的催化剂活性相对较低，均酐的实际收率最高仅能达到理论收率的56％。因此，通过改变催化剂的制备方法来提高催化剂对均酐的选择性是十分必要的。

CN101037439A公开了一种载体型多金属氧酸盐催化剂，能够在较低温度下反应。CN01105883.8报道了一种以V₂O₅和TiO₂为主催化剂，Nb₂O₅、Cs₂O和P₂O₅为助催化剂的催化体系。US6084109公开了一种V₂O₅-WO₃催化剂，锰、锑、铋、磷、铜或其混合物的氧化物体系。上述方法在均四甲苯氧化制均酐催化剂的制备上取得了很大进步，但仍然存在均酐收率较低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中均酐收率低的问题，提供一种用于均四甲苯气相氧化制均酐的催化剂，该催化剂具有均酐收率高的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的用于均四甲苯气相氧化制均酐的方法。

为解决上述技术问题之一，本发明所公开的技术方案为：一种用于均四甲苯气相氧化制均酐的催化剂，其特征在于，所述催化剂采用α-Al₂O₃、碳化硅、瓷环或其混合物为载体，活性组分包括钒元素、镧系元素，以及非金属元素和碱土金属元素的至少一种。优选所述活性组分同时包括钒元素、镧系元素、选自非金属元素的至少一种元素和选自碱土金属中的至少一种元素。此时非金属元素与碱土金属的元素之间在提高均酐收率方面具有协同作用。

上述技术方案中，所述镧系元素选自La、Ce、Pr、Nd、Sm和Eu中的至少一种。更优选为La和Ce。

上述技术方案中，所述非金属元素选自B、Si、As、Te和Se中的至少一种。更优选为B、Te。

上述技术方案中，所述碱土金属元素选自Be、Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种。