[发明专利]高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂。

背景技术

以苯为原料气相固定床催化氧化制顺酐在国内外已有数十年历史。所采用的催化剂均属钒钼氧固体催化剂，但由于使用的活性物配方、载体、制备工艺及使用方法的不同已经发表了数量巨大的专利，国外市场上也出现了多种钒钼氧顺酐催化剂。所有这些顺酐钒钼氧催化剂可以统称为普通型顺酐催化剂，单管苯负荷一般在100-110g/h，个别厂，如天津中河化工厂最高也只能到120g/h，苯转化率≥98.5％，顺酐重量收率在90％左右。但涉及高负荷高收率的苯法顺酐催化剂专利未见报导。涉及高负荷但收率不高的顺酐催化剂专利仅有两篇，而做为商品在市场上销售的只有意大利LONZA公司的高负荷但收率偏低的顺酐催化剂。

日本触媒化学公司TAKAHASHI等发明的专利“顺丁烯二酸酐制造方法”在1987年公开，公开号KR870000900B，提出了一种高负荷顺酐催化剂，主要技术特征为：①采用双段床，沿气体进口方向装填A、B两种催化剂，A段占总床高的30-70％，B段占总床高的70-30％。②A段活性物配方为1mol V₂O₅时，其余氧化物的量为：(0.3-1.0)mol MoO₃，(0.03-0.2)mol Na₂O，(0.01-0.5)mol P₂O₅，(0.0001-0.5)mol TiO₂。B段活性物配方除了用(0.01-0.4)mol P₂O₅以外，其余和A段相同。③所用载体是SiC和Al₂O₃的混合物。④用内径25mm、长3500mm的不锈钢管做评价试验，总床高2500mm，盐温355-365℃时，顺酐收率97-98％(以100％苯为基准)，但未给出床层热点及苯转化率。TAKAHASHI声称用P₂O₅的比例调活性，A段希望控制活性、提高选择性，P₂O₅用量为0.02mol(如果V₂O₅为1.0mol)，B段需增加活性，P₂O₅用量为0.35mol(如果V₂O₅为1.0mol)。

上述专利存在疑点，至少有以下三方面。第一，A段应控制活性是对的，但采用比B段低的P₂O₅只会造成催化剂活性升高而不会控制活性。B段要增加活性也是对的，但却大大增加了P₂O₅的量(0.35mol)，这只能大大降低活性，实际上这种配方只会增加A段活性，降低B段活性。第二，高负荷的直接最大困难是床层热点太高，而该作者没有提到热点数据。第三，作者选用内径25mm的反应管做评价试验，然而国内外苯法固定床的列管都是用内径21mm的管子，内径25mm的管子对于强放热的苯氧化反应必然是热点非常高，根本达不到高苯负荷。邻二甲苯氧化制苯酐由于是侧链甲基氧化，放热量远低于苯的破环氧化，所以常常采用内径25mm的管。这样该专利的热点温度一定会很高，从而难以达到高负荷。