一种顺酐催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及催化剂领域，公开了一种顺酐催化剂及其制备方法和应用。该顺酐催化剂包括载体和负载在所述载体上的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物含有V、Mo、第一金属和第二金属，其中，所述第一金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，所述第二金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，且所述第一金属和所述第二金属不相同。本发明专利技术提供的顺酐催化剂能够提高转化率和选择性，提高顺酐收率。

A catalyst for maleic anhydride and its preparation and Application

The invention relates to the catalyst field, discloses a maleic anhydride catalyst, a preparation method and application thereof. The maleic anhydride catalyst includes a carrier and a composite metal oxide loaded on the carrier, the composite metal oxide containing V, Mo, first metal and second metals, in which the first metal is selected from one or more of IA, II A, III A, IV A, V A and lanthanides, and the second metals are selected from IA, II A, and III A, (IV) one or more of the A, V A family and lanthanide series, and the first metal and the second metal are different. The maleic anhydride catalyst provided by the invention can improve conversion rate and selectivity, and improve the yield of maleic anhydride.

【技术实现步骤摘要】
一种顺酐催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及催化剂领域，具体地，涉及一种顺酐催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
顺丁烯二酸酐(顺酐)作为一种重要的有机化工原料，是世界上仅次于醋酐和苯酐的第三大酸酐原料。顺酐主要用于生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂，此外，以顺酐为原料还可以生产1,4-丁二醇、γ-丁内脂、四氢呋喃、马来酸、富马酸和四氢酸酐等一系列用途广泛的精细化工产品。在农药、医药、涂料、油墨、润滑油添加剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添加剂以及表面活性剂等领域具有广泛的应用。苯法顺酐占全世界产能的40％，而中国90％以上的产能为苯法。在顺酐制备过程中，顺酐催化剂是生产的技术关键，研发和改进催化剂性能是当前的重要工作。中石化原有技术专利主要采用浸渍法生产V-Mo-O顺酐催化剂，以稀土元素作为助剂，通过配制活性组分溶液，浸渍载体，翻炒，烘干等过程制备催化剂，通过小试及单管试验评价催化剂性能指标，苯浓度最高可达55g/m3，转化率达到98％，顺酐重量收率为90％。但由于市场需求的转变，一味追求高负荷已经不能满足厂家追求利益最大化的迫切需要，催化剂的研究将着眼于研制高收率催化剂的开发。因此，迫切需要开发新型苯法顺酐催化剂，提高催化剂的选择性，提高顺酐收率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种顺酐催化剂及其制备方法和应用，该顺酐催化剂能够提高转化率和选择性，提高顺酐收率。本专利技术的第一个方面是提供一种顺酐催化剂，所述复合金属氧化物含有V、Mo、第一金属和第二金属，其中，所述第一金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，所述第二金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，且所述第一金属和所述第二金属不相同。本专利技术的第二个方面是提供一种顺酐催化剂的制备方法，该方法包括：1)制备含有含钒化合物、含钼化合物、含第一金属化合物和含第二金属化合物的水溶液的步骤；2)将所述水溶液喷洒到载体的步骤；其中，所述第一金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，所述第二金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，且所述第一金属和所述第二金属不相同，所述载体的温度为200-400℃。本专利技术的第三个方面是提供上述顺酐催化剂和上述制备方法得到的顺酐催化剂在苯氧化制备顺酐中的应用。针对现有技术一味追求高负荷而顺酐收率较低的问题，本专利技术的专利技术人针对现有技术中的催化剂成分进行了深入研究，研究发现，针对本专利技术上述的苯法制顺酐的反应特点，在催化剂中含有第一金属元素和第二金属元素，可以极大提高苯法制备顺酐的过程中的苯转化率、催化剂选择性和顺酐收率，从而完成了本专利技术。本专利技术提供的顺酐催化剂在满足生产装置负荷要求的前提下，保证苯转化率≥98％，顺酐重量收率≥95％，具有良好的利用价值和经济价值。本专利技术提供的顺酐催化剂苯转化率在98％以上，反应尾气可以不经过催化剂燃烧处理直接排放，同时，本专利技术的顺酐催化剂制备方法简单快捷，使用本专利技术提供的顺酐催化剂进行顺酐生产，催化剂的活化时间短，节约成本使用方便。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种顺酐催化剂，该顺酐催化剂包括载体和负载在所述载体上的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物含有V、Mo、第一金属和第二金属，其中，所述第一金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，所述第二金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，且所述第一金属和所述第二金属不相同。根据本专利技术，为了进一步提高苯法制备顺酐的过程中的苯转化率、催化剂选择性和顺酐收率，优选所述第一金属元素选自镧系中的一种或多种，所述第二金属元素选自IA族和ⅤA族中的一种或多种。更优选地，所述第一金属选自钕、镝和镨中的一种或多种，所述第二金属选自铯和/或铋。在本专利技术中，为了提高催化剂的苯转化率、催化剂选择性和顺酐收率，优选地，所述复合金属氧化物中，以五氧化二钒计的V与以氧化钼(MoO3)计的Mo、以最高态第一金属氧化物计的第一金属和以最高态第二金属氧化物计的第二金属的摩尔比为1：0.01-1：0.001-0.08：0.0001-0.05；更优选地，以五氧化二钒计的V与以氧化钼计的Mo、以最高态第一金属氧化物计的第一金属和以最高态第二金属氧化物计的第二金属的摩尔比为1：0.05-0.9：0.005-0.07：0.005-0.05。此外，所述复合金属氧化物中，优选以最高态第一金属氧化物计的第一金属和以最高态第二金属氧化物计的第二金属的摩尔比为1：0.01-1，更优选为1：0.05-0.9。根据本专利技术，优选所述复合金属氧化物还含有P。另外，作为P在所述复合金属氧化物中的含量可以根据所述复合金属氧化物中的V的含量来确定。优选地，所述复合金属氧化物中，以五氧化二钒计的V与以五氧化二磷计的P的摩尔比为1：0.001-0.1；更优选为1：0.01-0.1。根据本专利技术，优选所述复合金属氧化物还含有Ni。另外，作为Ni在所述复合金属氧化物中的含量可以根据所述复合金属氧化物中的V的含量来确定。优选地，所述复合金属氧化物中，以五氧化二钒计的V与以氧化亚镍计的Ni的摩尔比为1：0.001-0.1；更优选为1：0.001-0.08。根据本专利技术，优选所述复合金属氧化物还含有Na。作为Na在所述复合金属氧化物中的含量可以根据所述复合金属氧化物中的V的含量来确定。优选地，所述复合金属氧化物中，以五氧化二钒计的V与以氧化钠计的Na的摩尔比为1：0.01-0.2；更优选为1：0.05-0.2。根据本专利技术的一个优选的实施方式，所述复合金属氧化物含有V、Mo、P、Ni、Na、第一金属和第二金属。且在所述复合金属氧化物中，以五氧化二钒计的V与以氧化钼计的Mo、以五氧化二磷计的P、以氧化亚镍计的Ni、以氧化钠计的Na、以最高态第一金属氧化物计的第一金属和以最高态第二金属氧化物计的第二金属的摩尔比为1：0.01-1：0.001-0.1：0.001-0.1：0.01-0.2：0.001-0.08：0.0001-0.05。更优选地，以最高态第一金属氧化物计的第一金属和以最高态第二金属氧化物计的第二金属的摩尔比为1：0.01-1；更优选为1：0.05-0.8。在本专利技术中，所述载体没有特别的限定，可以使用催化剂领域常规使用的各种载体，例如碳化硅载体、二氧化硅载体或三氧化二铝载体等。针对苯法制备顺酐的过程，所述载体优选为碳化硅载体、三氧化二铝载体。例如，所述载体可以以碳化硅为载体骨架，低压瓷土为粘结剂，甲基纤维素为临时粘结剂和造孔剂。所述载体中还可以进一步含有其它成分，例如硅溶胶(优选不含Na的酸性硅溶胶)、聚丙烯等。优选地，所述载体为以碳化硅粉末、低压瓷土、甲基纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顺酐催化剂，该顺酐催化剂包括载体和负载在所述载体上的复合金属氧化物，其特征在于，所述复合金属氧化物含有V、Mo、第一金属和第二金属，其中，所述第一金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，所述第二金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，且所述第一金属和所述第二金属不相同。

【技术特征摘要】
1.一种顺酐催化剂，该顺酐催化剂包括载体和负载在所述载体上的复合金属氧化物，其特征在于，所述复合金属氧化物含有V、Mo、第一金属和第二金属，其中，所述第一金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，所述第二金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，且所述第一金属和所述第二金属不相同。2.根据权利要求1所述的顺酐催化剂，其中，所述第一金属元素选自镧系中的一种或多种，所述第二金属元素选自IA族和ⅤA族中的一种或多种；优选地，所述第一金属选自钕、镝和镨中的一种或多种，所述第二金属选自铯和/或铋。3.根据权利要求1所述的顺酐催化剂，其中，所述复合金属氧化物中，以五氧化二钒计的V与以氧化钼计的Mo、以最高态第一金属氧化物计的第一金属和以最高态第二金属氧化物计的第二金属的摩尔比为1：0.01-1：0.001-0.08：0.0001-0.05；优选地，以五氧化二钒计的V与以氧化钼计的Mo、以最高态第一金属氧化物计的第一金属和以最高态第二金属氧化物计的第二金属的摩尔比为1：0.05-0.9：0.005-0.07：0.005-0.05。4.根据权利要求3所述的顺酐催化剂，其中，以最高态第一金属氧化物计的第一金属和以最高态第二金属氧化物计的第二金属的摩尔比为1：0.01-1。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的顺酐催化剂，其中，所述复合金属氧化物还含有P；优选地，所述复合金属氧化物中，以五氧化二钒计的V与以五氧化二磷计的P的摩尔比为1：0.001-0.1。6.根据权利要求1-4中任意一项所述的顺酐催化剂，其中，所述复合金属氧化物还含有Ni；优选地，所述复合金属氧化物中，以五氧化二钒计的V与以氧化亚镍计的Ni的摩尔比为1：0.001-0.1。7.根据权利要求1-4中任意一项所述的顺酐催化剂，其中，所述复合金属氧化物还含有Na；优选地，所述复合金属氧化物中，以五氧化二钒计的V与以氧化钠计的Na的摩尔比为1：0.01-0.2。8.根据权利要求1所述的顺酐催化剂，其中，所述载体为碳化硅载体三氧化二铝载体或二氧化硅载体；优选地，所述载体的比表面积为0.1-20m2/g、孔径为10-200nm。9.一种顺酐催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：1)制备含有含钒化合物、含钼化合物、含第一金属化合物和含第二金属化合物的水溶液的步骤；2)将所述水溶液喷洒到载体的步骤；其中，所述第一金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，所述第二金属选自IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA族和镧系中的一种或多种，且所述第一金属和所述第二金属不相同；所述载体的温度为200-...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄珊珊，卢灏，秦金来，杜亮，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11