[发明专利]催化制取均苯四酸二酐的非钛铬-锡-铈-铌催化剂

说明书

本发明公开一种催化均四甲苯制取均苯四甲酸二酐的非钛铬‑锡‑铈‑铌催化剂，包括主催化剂和助催化剂，所述主催化剂为V₂O₅，助催化剂为Cr₂O₃、SnO₂、CeO₂和Nb₂O₅，以V的物质的量为基准1，其中Cr的物质的量为0.005～0.5，Sn的物质的量为0.001～0.1，Ce的物质的量为0.001～0.1，Nb的物质的量为0.001～0.1。本发明方法制备的催化剂机械强度高，在催化剂运输、填装过程中催化剂表面活性层不易碎裂。

技术领域

本发明涉及化学技术领域，具体涉及一种催化剂及其制备方法，尤其涉及催化均四甲苯制取均苯四甲酸二酐(简称均酐)的催化剂的制备方法及其配方的技术领域。

背景技术

均苯四甲酸二酐是一种重要的化工原料。其外观为白色粉末或者针状结晶。由于其特殊的分子结构，可以用它作为合成耐热聚合物、增塑剂、固化剂、表面活性剂等诸多材料的原料。

目前国内的制备方法多采用均四甲苯以钒钛氧化物为主催化剂辅以助催化剂，用空气催化氧化得到均酐。在反应过程中，均四甲苯氧化过程中会放出大量热量，而TiO₂在高温条件下会产生强酸点导致均四甲苯的氧化过程产生副产物，导致均酐收率降低。同时较小的催化剂颗粒尺寸也有助于催化剂催化活性的提高。丁志平等通过实验认为催化剂的活性与催化剂的酸性有密切关系,其活性与总的酸量以及一定强度的酸位有关。因而，催化剂中不加入TiO₂会降低酸点的产生，进而可能提高均酐的收率。

目前，工业上采用的催化剂是以V₂O₅-TiO₂为主，其他氧化物为辅的复合催化剂，但由于制取的催化剂颗粒较大，选择性差，会导致收率较低。此外，TiO₂对均酐收率也有一定的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于催化均四甲苯制取均苯四甲酸二酐的催化剂，本发明的催化剂颗粒较细、选择性好、能耗低、收率较高。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种催化均四甲苯制取均苯四甲酸二酐的非钛铬-锡-铈-铌催化剂，包括主催化剂和助催化剂，所述主催化剂为V₂O₅，助催化剂为Cr₂O₃、SnO₂、CeO₂和Nb₂O₅，以V的物质的量为基准1，其中Cr的物质的量为0.005～0.5，Sn的物质的量为0.001～0.1，Ce的物质的量为0.001～0.1，Nb的物质的量为0.001～0.1。

优选地，主催化剂和助催化剂按配比分别喷涂在载体上。

优选地，所述载体为￠5-6mm的SiC。

均四甲苯气相氧化制取均苯四甲酸二酐的方法为：将50ml的催化剂装入￠40mm反应管中，控制加热炉温度430-450℃，通入均四甲苯，用空气进行催化氧化，空速在4000-4500h^-1，每2小时测定一次产物收率，得到产物最高重量收率为90-95％，均苯四酸二酐含量为94-95％左右。

上述催化剂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)向草酸溶液中加入偏钒酸铵，在一定温度下还原成原钒；

(2)以V的物质的量基准为1，按摩尔比中加入铬酸铵，五水合四氯化锡，六水合硝酸铈，五氧化二铌配成悬浮液；

(3)将上述悬浮液置于微波反应器内，设置各项参数，进行微波反应，获得催化剂悬浮喷涂液，将悬浮喷涂液喷涂到载体上。