提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂及其制备方法和苯氧化制顺酐的方法与流程

本发明属于催化剂领域，具体地，涉及一种提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂及其制备方法和苯氧化制顺酐的方法。

背景技术：

1、顺酐(顺丁烯二酸酐)是重要的有机化工原料，可以用于生产1,4-丁二醇、四氢呋喃、丁二酸、γ-丁内酯、富马酸、不饱和聚酯树脂等精细化学品，也可以用于生产医药和农药。

2、顺酐的生产可以由苯为原料，进行部分氧化反应制备，该反应剧烈放热，如果反应过程中产生的热量不能及时移出，会造成局部过热，苯和顺酐在高温下剧烈燃烧，产生大量的一氧化碳和二氧化碳。因此，及时将反应过程产生的热量及时移出，对于苯部分氧化反应至关重要。通过提升催化剂选择性，进而降低生成一氧化碳和二氧化碳的量，从本质上尽可能降低反应热。在苯转化为顺酐的过程中，v-mo系催化剂起到非常重要的作用，其主要的制备工艺为含有v、mo以及助剂的活性组分喷涂到催化剂载体上，通过活化便可以制备出催化剂。常用的载体是碳化硅，并辅以少量的粘结剂等制备得到。在该制备过程中，载体的主要有两个方面的作用，一是为活性组分提供支撑，二是将反应产生的热量及时移出，避免产生较高的热点，减少副产物的生成。因此，性能优良的载体在提升催化剂的性能上起到非常重要的作用。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂及其制备方法，通过弱酸性分子筛材料及弱碱性氧化物复配，构筑碳化硅-弱酸性-弱碱性三元复合载体，利用载体与活性组分的作用，提升了苯氧化制顺酐催化剂的选择性。

2、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂，包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为碳化硅-弱酸性分子筛材料-弱碱性氧化物的三元复合载体；

3、其中，以载体的总重量为基准，所述弱酸性分子筛材料的含量为0.1-10wt％，优选为1-5wt％，所述弱碱性氧化物的含量为0.1-10wt％，优选为1-5wt％。

4、本发明的第二方面提供所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

5、步骤1、取碳化硅、弱酸性分子筛材料以及碱性氧化物进行粉碎后，与粘合剂和溶剂混合，挤出成型，然后经干燥和焙烧得到所述载体；

6、步骤2、向还原剂溶液中含有活性物质的化合物，得到活性母液；

7、步骤3、将所述活性母液喷涂至所述载体上，得到催化剂前体；

8、步骤4、对所述催化剂前体进行活化处理，得到所述苯氧化制顺酐催化剂。

9、本发明的第三方面提供一种苯氧化制顺酐的方法，将含苯混合气与所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂接触。

10、本发明的有益效果：

11、(1)采用弱酸性分子筛材料及弱碱性氧化物复配，容易控制载体的酸碱性，对于提升产物的选择性有较大帮助。

12、(2)采用本发明中三元复合载体的载体，复配现有活性组分，进一步提升顺酐收率。

13、(3)采用本发明制备的载体，工艺过程简单，与现有工艺相比没有较大的改变，原料易得，成本较低。

14、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

1.一种提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂，其特征在于，包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为碳化硅-弱酸性分子筛材料-弱碱性氧化物的三元复合载体；

2.根据权利要求1所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂，其中，所述弱酸性分子筛材料选自mcm-41分子筛、mcm-48和sba-15中的至少一种，优选为mcm-41分子筛，更优选地，mcm-41分子筛的硅铝比在5-50，孔径为2-8nm；

3.根据权利要求1所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂，其中，所述碳化硅-弱酸性分子筛材料-弱碱性氧化物的三元复合载体由碳化硅、弱酸性分子筛材料、弱碱性氧化物、粘合剂和溶剂，经过混合、挤出成型、干燥和焙烧得到。

4.根据权利要求3所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂，其中，所述碳化硅-弱酸性分子筛材料-弱碱性氧化物的三元复合载体的形状为圆球形、圆柱形、环形、三叶草形和四叶草形中至少一种。

5.根据权利要求3所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂，其中，所述粘合剂选自甲基纤维素、聚丙烯、淀粉和糊精中的至少一种；

6.根据权利要求1所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂，其中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分的负载量为10-30wt％，优选为12-24wt％。

7.根据权利要求1所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂，其中，所述活性组分包括主催化剂组分和助催化剂组分；

8.权利要求1-7中任意一项所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤1中，干燥的条件包括：温度为100-140℃，时间为8-20h；

10.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤2中，所述还原剂选自草酸、草酸铵和尿素中的至少一种。

11.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述含有活性物质的化合物包括含主催化剂组分的化合物和含助催化剂组分的化合物；

12.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤3包括如下步骤：先对载体进行加热处理至180-350℃，再进行喷涂，喷涂的温度为250-300℃，然后在80-120℃温度下干燥1-3h。

13.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤4中，所述活化处理在密闭或活化气氛下进行，所述活化气氛为氮气和/或氦气；

14.一种苯氧化制顺酐的方法，其特征在于，将含苯混合气与权利要求1-7中任意一项所述的提升苯氧化制顺酐选择性的催化剂接触。

15.根据权利要求14所述的苯氧化制顺酐的方法，其中，所述含苯混合气体中的苯浓度为40-55g/nm3，和/或，所述含苯混合气体的体积空速为1500-3000h-1，优选为2000-2500h-1，和/或，所述接触的温度为340-365℃。