[发明专利]用于均四甲苯气相氧化制取均苯四甲酸二酐的催化剂体系

说明书

本发明公开一种用于催化均四甲苯制取均苯四甲酸二酐的催化剂及其制备方法。所述催化剂中主催化剂为V₂O₅和TiO₂，V：Ti摩尔比为0.05：1～0.15：1；所述助催化剂为B₂O₃和SnO₂，以V的物质的量基准为1，其中B的物质的量为0.005‑0.05，Sn的物质的量为0.01‑0.1，所述催化剂载体为￠5‑6mm的SiC。本发明使用的方法过程简易，原料广泛，可大量制备颗粒较细、选择性好、钒含量较低的的催化剂，适用于均四甲苯气相氧化上的应用。

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，尤其是用于制备均苯四酸二酐的催化剂。

背景技术

均苯四酸二酐(简称均酐)是一种重要的化工原料，主要用作合成聚酰亚胺、环氧树脂的固化消光剂及聚酯树脂的交联剂等，用其生产的产品在航空、航空、微电子、分离膜等高端领域有着重要应用，均酐的品质直接决定着后续产品的质量及用途。

目前，均酐的生产多以均四甲苯为原料，通过液相或气相氧化的方法获得。其中，气相氧化法由于工艺简单、省去脱水成酐工序、在空气条件下氧化、可连续生产等特点而成为国内外发展的主要方法。

均酐合成过程中使用的催化剂很大程度上决定着产品的收率、选择性和纯度，制备均酐催化剂的常用制备工艺有喷涂法、浸渍法等。一般对均酐催化剂的制备采用喷涂法，以预定比例将各组分混合制成悬浮液备用，然后用喷枪将悬浮液喷涂至载体表面形成一定厚度，最后焙烧活化催化剂。

现有气相氧化法制备均酐存在催化剂收率及选择性低的问题，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，V₂O₅具有一定毒性，应尽量减少钒的相对含量的同时提高催化剂活性进而提高均酐的收率及纯度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种颗粒较细、选择性好、钒含量较低的催化剂以及将所述催化剂用于均四甲苯气相氧化制取均苯四甲酸二酐。

为解决上述技术问题，本发明第一方面的技术方案为：一种用于均四甲苯气相氧化制取均苯四甲酸二酐的催化剂体系，包括主催化剂和助催化剂，所述主催化剂为V₂O₅和TiO₂，V：Ti摩尔比为0.05:1～0.15:1；助催化剂为B₂O₃和SnO₂，以V的物质的量基准为1，则B的物质的量为0.005-0.05，Sn的物质的量为0.01-0.1。

优选地，主催化剂和助催化剂按配比分别喷涂在载体上，所述载体为￠5-6mm的SiC。

优选地，所述TiO₂为纳米锐钛矿型TiO₂。

优选地，V：Ti摩尔比为0.05:0.5～0.5:1。

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℃，预先通入空气5min-20min，使得催化剂中少量有机物分解，能够在催化剂活性表层形成多孔状；通入均四甲苯，用空气进行催化氧化，空速在4500-4900h^-1，每2小时测定一次产物收率，得到产物最高重量收率为92-94％，均苯四酸二酐含量为94％左右。

本发明的第二方面提供用于均四甲苯气相氧化制取均苯四甲酸二酐的催化剂的制备方法，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；