[发明专利]一种均四甲苯氧化制均酐的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种均四甲苯氧化制均酐的催化剂，包括载体和负载于所述载体上的催化剂活性组分；所述催化剂活性组分包括钒、钛和助剂，所述助剂包括A元素、B元素和C元素中的至少一种；所述催化剂中包含片状活性组分。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂活性组分片状活性组分和颗粒状活性组分；优选所述片状活性组分的平均直径为5-500nm，优选为20-300nm。

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，所述载体包括氧化铝、碳化硅和瓷环中的至少一种；和/或，所述活性组分和载体的质量比为1：(1-40)，优选1：(5-20)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述钒和钛的摩尔比为1：(0.001-1.5)，优选1：(0.01-1)；和/或，

所述A元素与钒的摩尔比为(0.005-0.1)：1，优选(0.005-0.1)：1；优选地，所述A元素选自副族金属元素中的至少一种，更优选选自钼、钨、银和铌中的至少一种；和/或，

所述B元素和钒的摩尔比为(0.001-0.2)：1，优选(0.005-0.1)：1；优选地，所述B元素选自碱金属和碱土金属元素中的至少一种，更优选选自锂、钠、钾和镁中的至少一种；和/或，

所述C元素与钒的摩尔比为(0.001-0.2)：1，优选(0.005-0.1)：1；优选地，所述C元素选自非金属元素中的至少一种，更优选选自硼、磷、锑中的至少一种。

5.权利要求1-4中任一项所述的催化剂的制备方法，包括：

(1)将钒源与还原剂混合，得到第一混合液；

(2)加入助活性组分前驱体，得到第二混合液；

(3)加入有机物，得到第三混合液；

(4)加入钛源，得到所述前驱体溶液；

(5)将所述前驱体溶液负载在载体上，经焙烧得到所述催化剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述钒源包括硝酸钒、硫酸钒(Ⅲ)、草酸氧钒、硫酸氧化钒(Ⅳ)水合物、硫酸钒酰、三氯代氧化钒、偏钒酸钾、偏钒酸铵、偏钒酸钠、正钒酸钠、双乙酰丙酮氧化钒、三异丙氧基氧化钒、正丁醇钒、乙酰丙酮钒、乙酰丙酮氧钒、三氯化钒、四氯化钒、三氯氧钒、氧化三乙基钒和五氧化二钒中的至少一种；和/或，所述还原剂包括甲酸、草酸、柠檬酸、L-抗坏血酸、异丁醇和苯甲醇中的至少一种。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法。其特征在于，所述助活性组分前驱体包括非金属元素的化合物、碱金属元素的化合物、碱土金属元素的化合物和副族金属元素的化合物中的至少一种；和/或，所述钛源包括氧化钛、卤化钛、钛盐、钛酸盐、有机钛化合物中的至少一种，优选为二氧化钛，更优选为锐钛矿型二氧化钛，优选锐钛矿型二氧化钛的含量≥90wt％。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述有机物包括聚乙烯吡咯烷酮、有机胺、哌啶、高哌嗪中的至少一种，优选为聚乙烯吡咯烷酮；和/或，所述有机物与钒源中的钒元素的质量比为(0.01-1)：1，优选地比为(0.05-0.2)：1。

9.根据权利要求3-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中采用喷涂法或浸渍法将所述前驱体溶液负载在载体上；和/或，所述喷涂法的操作温度为80-200℃，优选90-150℃；和/或，所述步骤(5)中焙烧的温度为400-560℃，时间为1-8h。

10.权利要求1-4中任一项所述的催化剂或权利要求3-9中任一项所述的制备方法制备的催化剂在均四甲苯氧化合成均酐中的应用；优选所述应用包括：

将均四甲苯、空气与所述的催化剂在固定床反应器中接触反应得到均酐；优选地，反应条件为：反应温度330-500℃，和/或反应压力为常压，和/或体积空速为3900-8000h^-1，和/或均四甲苯的质量浓度为15-45g/m³。