[发明专利]用于邻二甲苯制苯酐的催化剂及制备方法

说明书

本发明提供了一种用于邻二甲苯制苯酐的催化剂，其包括活性组分和金属载体，所述活性组分包括主活性组分和助剂，所述主活性组分包括钒化合物以及任选地磷化合物和铯化合物。所述催化剂采用传热性能好的金属载体材料，强化传热，避免深度氧化，从而提升催化剂的性能，有着较高反应负荷、原料转化率和苯酐质量收率。

技术领域

本发明属于氧化制苯酐催化剂技术领域，具体涉及一种用于邻二甲苯制苯酐的催化剂及其制备方法。

背景技术

苯酐生产有萘氧化法和邻二甲苯氧化法两种。一种是以萘或邻萘混合为原料，经空气催化氧化而得；一种是以邻二甲苯为原料，在钒催化剂的作用下经空气氧化为苯酐。20世纪80年代以前，萘氧化法在我国苯酐生产中占主导地位。随着国内石油化学工业的发展，邻二甲苯成为苯酐生产的主要原料，新建的引进装置大都采用邻二甲苯法。近年来，随着邻二甲苯价格的不断攀升，工业萘的价格不断降低，从成本角度考虑萘法苯酐的优势重新体现，因此部分厂家转而采用萘氧化法制苯酐。目前邻法苯酐市场和萘法苯酐市场共存，而且长期看采用两种原料制备苯酐的状况会一直存在下去。邻法苯酐原料价格高，能耗低，收率高，产品质量好，萘法苯酐原料价格低，但是能耗高，收率低，产品质量略差。

目前苯酐的相关专利主要集中在助剂的筛选和配方的优化上，BASF公司公开了一种气相氧化的方法，其中使包括至少一种烃和分子氧的气流通过使用包含显著比例的锑华的三氧化二锑生产的催化剂。

南方化学股份公司开发用于制备苯酐的多层催化剂，该催化剂采用如下催化剂布置进行，所述催化剂布置具有在气体入口侧的第一催化剂层和沿气体通过流方向在第一催化剂层下游的催化活性不同的至少一个第二催化剂层。

国内使用的邻二甲苯法进口苯酐催化剂主要来自BASF公司和南方化学公司。催化剂分为3～6段床不等，原料进料量在90～100g/Nm3，苯酐折纯收率第一年在113～114％。

邻二甲苯氧化制苯酐的过程中，由于反应热无法很好的及时排出，使得邻二甲苯和苯酐发生深度氧化，副产物一氧化碳和二氧化碳的含量高，使得邻二甲苯氧化制苯酐的成本居高不下。

发明内容

本发明针对现有技术中传热不好的技术问题，通过采用传热性能好的预处理后的金属载体材料，强化传热，避免深度氧化，从而提升催化剂的性能，极大降低了邻二甲苯氧化法的成本。本发明提供了一种用于邻二甲苯制邻苯二甲酸酐(简称苯酐)的催化剂，该催化剂有着较高反应负荷、原料转化率和苯酐质量收率。

本发明的第一方面提供了一种用于邻二甲苯制苯酐的催化剂，其包括活性组分和金属载体、金属载体表面的金属氧化层以及金属氧化层表面的氧化铝层，所述活性组分包括主活性组分和助剂，所述主活性组分包括钒化合物以及任选地磷化合物和铯化合物。

根据本发明的一些实施方式，所述金属载体的表面具有金属氧化层以及与金属氧化层接触的氧化铝层。

根据本发明的一些实施方式，所述金属载体选自铝、铝锌合金、铝铜合金和铝硅合金中的一种或多种。

根据本发明的一些实施方式，所述金属载体选自环形金属载体，所述环形金属载体的直径为3-13mm，优选为6-9mm，高度为4-10mm，优选5-7mm，壁厚为0.5-2mm，优选1.2-1.5mm。

根据本发明的一些实施方式，所述活性组分还包括二氧化钛，所述二氧化钛优选锐钛矿型二氧化钛，比表面积为10m²/g-30m²/g，优选18m²/g-25m²/g。

根据本发明的一些实施方式，所述助剂选自铷、铈、铌、铬、钨、铁、银、钴、金、镓、铟、锑、铋、锆、铒、钨和锡的氧化物中的一种或多种。

根据本发明的优选实施方式，在所述催化剂中，以载体的质量计，所述活性组分所占的比例为5-25％，优选为8％-18％。