被国外专利商控制的化工催化剂：均酐催化剂

海川老鱼 · 发表于 2026-1-6 11:10:21

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被国外专利商控制的化工催化剂：均酐催化剂

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均苯四甲酸二酐（均酐，PMDA）及其衍生物具有广泛的用途，主要用作聚酰亚胺（PI）等强耐热高端特种工程树脂材料的单体、高性能增塑剂、环氧树脂固化剂、医药中间体、粉末涂料消光剂中间体、醇酸树脂和聚酯树脂改性等，用其制成的产品在航空航天、电子工业等领域的尖端技术上得到了广泛应用。

均酐的主流生产工艺是使用均四甲苯（1,2,4,5-四甲基苯）进行催化氧化得到。均四甲苯气相氧化制均酐的方法主要包括：①空气氧化法；②硝酸氧化法；③铬酸氧化法；④高锰酸钾氧化法；⑤300大气压下，在HBr或其他卤化氢存在下用SO2氧化法等。其中硝酸氧化、铬酸氧化、高锰酸钾氧化和卤化氢氧化法都会造成严重污染和设备腐蚀问题。目前普遍采用的氧化法是以均四甲苯为原料，经空气一步法氧化的工艺。

均四甲苯空气气相氧化是一个复杂的有机反应。均四甲苯发生脱甲基反应生成偏三甲苯、邻二甲苯、均三甲苯、苯，在催化剂上分别氧化为邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐和均苯三甲酸酐，从而导致均酐的收率低。因此，研制出利于均四甲苯向均酐方向转化的催化剂对生产企业来说可以显著提升经济性，具有极端重要性。

国内外对均酐催化剂的研究一直比较活跃，几乎都以钒（V）为主要活性成分，助催化剂选自于Sb、Cr、Mn、Ti、Bi、P、Cu、Al等元素的氧化物，以及元素周期表VIIIB族元素氧化物、碱金属和/或碱土金属氧化物、稀土金属氧化物等。

近年，均酐催化剂的研究多是以V为主要成分，以锐钛型TiO2粉体为载体，添加一种或多种元素的氧化物，制备三元及多元复合型催化剂，这种工艺简单，可连续生产，易于实现自动化，污染小，生产成本低，是生产均酐催化剂的主要方法。

早在1947年，美国California Research Corp采用气相法氧化均四甲苯制得均酐，首次使用了V2O5复合氧化物催化剂。此后，基于V的均酐催化剂便引起了人们广泛关注。

1987年，日本触媒公司（Nippon Shokubai）在生产苯四酸或酸酐的催化过程中使用一种V-Ti系催化剂，并添加Nb2O5、P2O5、Sb2O3作为助催化剂。几年后，该公司又研究了一种V-Ag系催化剂，其主要活性成分的Ag与的V原子比为0.001至0.2，同时添加Ti、P、Mo、W元素，该催化剂具有较长的使用寿命。

工业装置中，气相氧化法的优点在于一步转化为目标产物，无溶剂对原料和产物干扰。但涂层式的催化剂在装填过程以及反应进程中持续高空速的条件下不可避免的会有涂层脱落现象，影响到催化剂的寿命。因而，研究人员除了研究催化剂的活性成分外，还研究了载体及涂层与载体的结合问题。

目前我国对均酐及催化剂方面的研究比较多，中石化系统的北京化工研究院和上海化工研究院等单位均做了一些工作，另外还有一些民营化工和催化剂企业也进行了一些催化剂产品开发，并取得了工业应用业绩。但总体来说我国的均酐催化剂及相关生产工艺还比较滞后，仍然存在着均酐生产规模小、收率低、产品品质不理想等问题，尤其是均酐的质量收率，距离理论收率还相差很远。此外，由于技术门槛较高，国外进口的均酐催化剂价格昂贵，一般在数十万元人民币每吨左右，且生产过程中需要在一年左右定期更换，对于企业的生产成本是一项较大的负担。为了提高国内均酐的生产水平，还需要加大对均酐催化剂的研究，尤其是催化剂活性成分、助剂的选择和配比优化，以TiO2为主要成分的功能性复合氧化物载体的研制，浆液喷涂以及焙烧工艺等，以提高氧化反应的转化率和选择性，减少副产物及废物的产出和污染物排放

海川老鱼 · 发表于 2026-1-6 14:05:50