CN101284242A - 高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂。在固定床管式反应器中沿反应混合气进口方向依次由A、B两段不同性能的催化剂所组成；A段为总床高的40～60％，B段为总床高的60～40％。A段催化剂活性相的构成为：V₂O₅∶MoO₃∶P₂O₅∶Na₂O∶NiO∶Re₂O₃＝1∶(0.4～0.9)∶(0.01～0.08)∶(0.005～0.100)∶(0.005～0.500)∶(0.0001～0.0010)，其中Re为Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu诸稀土元素中的任何两种。所述的B段催化剂活性相的构成为：Re₂O₃的比例为A段的2～3倍，P₂O₅的比例为(0.005～0.040)mol，其余氧化物的比例和A段一样。本发明催化剂可以使顺酐生产装置在不增加任何投入的情况下增加25％左右的生产能力，并且显著降低苯耗和能耗。

Description

高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂

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。

另外一篇高负荷顺酐催化剂专利是1995年国内唐澄汉等人提出的。他们发明的名称是“顺丁烯二酸酐的生产方法”，主要技术特征为：①提出沿反应气体进口方向依次由A、B、C三段构成，A段(称为点火段)占总床高5-20％，B段占总床高60-35％，C段占总床高35-45％。②A段活性物组成：V₂O₅∶MoO₃∶P₂O₅∶Na₂O∶NiO∶MnO₂＝1.0∶0.6∶0.008∶0.1∶0.008∶0.017；B段活性物组成：V₂O₅∶MoO₃∶P₂O₅∶Na₂O∶NiO∶MnO₂∶Cs₂O  ＝1.0∶0.8∶0.01∶0.08∶0.004∶0.0085∶0.002；C段活性物组成：V₂O₅∶MoO₃∶P₂O₅∶Na₂O∶NiO∶MnO₂＝1.0∶0.8∶0.02∶0.06∶0.006∶0.0085。③评价采用内径25mm管，管长3200mm，总床高2600mm。典型实例，A段400mm、B段1200mm、C段1000mm，试验结果为：在苯负荷150-180g/h·l时，盐温350℃，热点460℃，空速3000hr^-1，苯转化率＞99％，顺酐收率91％。

这篇专利同样有疑点。第一，他们用内径25mm的管子做苯氧化试验，如前文所述，国内外都不用25mm的管，而都用21mm的管。比如中国国内某厂为内径25mm的管，在苯浓度40g/NM³、空速2000hr^-1时，热点就达到490℃，他们用25mm内径的管子所得的数据被大量试验和生产的数据证明是不可能的。第二，设置400mm的点火阶段是一种想象之物。我国某厂的2套8kt/a装置的热点温度即在深入床层400mm处。按他们A段配方催化剂，反应结果将是非常高的转化率、很高的一氧化碳和二氧化碳，必然是大大降低顺酐收率。因此设置点火段害处极大，根本没有实际意义。第三，他们的B段希望提高选择性，却用较少量的P₂O₅(0.01)。他们的C段希望提高活性，却用比B段多的P₂O₅(0.02)，这样做的结果一定是B段活性高而选择性低，C段活性低而选择性相对高。总之，他们的发明专利不能达到他们所述的结果。

意大利在中国销售的高负荷顺酐催化剂，虽然负荷达到150-170g/h·tub，但顺酐收率比普通型顺酐催化剂低2-4％，并且产生的酸水色泽重，造成后处理堵塔，苯耗在1210-1220kg/t，比普通型高40-50kg/t。

本发明提供了一种高负荷高收率的苯气相固定床催化氧化生产顺丁烯二酸酐的方法。固定床列管反应器的催化剂是由上下两段不同配方、不同尺寸的两种催化剂组成。两段催化剂均为热喷涂工艺制造的负载型催化剂。催化剂的活性物为V、Mo、P、Na、Ni和二元重稀土元素的氧化物组成，其载体为绿碳化硅中空圆柱形环，喷涂后的催化剂在特制的固相反应器中完成活化。制备完成的催化剂当单管苯负荷150-160g/h时，苯转化率≥98.5％，顺酐质量收率98-110％(单管试验)，或90-92％(大型工业装置)。凡采用本发明催化剂的顺酐生产装置，在不增加任何投资及设备情况下，可增加产能25％以上，并且可多副产中压蒸汽，降低苯耗及电耗。

发明内容

鉴于上述情况，我们充分调研了国内外顺酐催化剂市场及使用情况，查阅了大量文献，经三年的催化剂合成试验、三年的单管试验以及一年多的大型工业装置应用试验，发明了高负荷双段床顺酐催化剂，在熔盐温度350℃左右，苯负荷达到150-160g/h·tub条件下，热点430-455℃，苯转化率≥98.5％，顺酐重量收率单管为98-110％，工业装置为90-92％。

本发明的技术特征是：

高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂，是在固定床管式反应器中沿反应混合气进口方向依次由A、B两段不同性能的催化剂所组成；A段高度占总床高的40～60％，而B段占总床高的60～40％。

所述的A段催化剂活性相的构成为：以1mol V₂O₅为基准时，其余氧化物的比例是：(0.4～0.9)mol MoO₃、(0.01～0.08)mol P₂O₅、(0.005～0.100)mol Na₂O、(0.005～0.500)mol NiO以及二种比例为(0.0001～0.0010)mol的Re₂O₃；其中Re为Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu诸稀土元素中的任何两种。

所述的MoO₃优选为(0.6～0.8)mol；P₂O₅优选为(0.02～0.05)mol。

所述的B段催化剂活性相的构成为：Re₂O₃的比例为A段的2～3倍，P₂O₅的比例为(0.005～0.040)mol，其余4种氧化物的比例和A段一样。P₂O₅优选为(0.01～0.03)mol。

本发明提供了一种高负荷高收率的双段床苯法顺酐催化剂。它是指以苯为原料，特别是焦化苯为原料，经气相固定床管式反应器制造顺酐的钒、钼、氧负载型固体催化剂。在固定床管式反应器中沿反应混合气进口方向依次由A、B两段不同性能的上述催化剂所组成。

上述催化剂的载体为表面粗糙、内部几乎无孔的绿碳化硅中空圆柱形环。它是以一定目数的绿碳化硅粉为骨架粒子，以低压瓷土为永久性粘结剂，以甲基纤维素或玉米淀粉或硅溶胶为临时粘结剂，经挤出成型、干燥、高温焙烧而成。A段催化剂载体尺寸为：外径6.0-8.0mm，内径3.5-4.5mm，高4.0-4.5mm，B段催化剂载体的三个尺寸都比A段小10-25％。

本发明的二段催化剂制备方法相同，都是以相应各种元素的金属盐为起始物，在规定量的水中相互反应及混合而成一种墨绿色的活性溶液。其中稀土元素以金属溶于无机酸而成另一种溶液加入前述活性溶液中。然后将活性溶液通过热喷涂工艺涂在载体上。具体方法是将制备好的活性溶液经一个特制的喷涂设备喷洒在一个可转动可加热的圆形喷涂锅内的载体上。完成喷涂的催化剂按照我们发明的专利“顺酐催化剂的器外活化方法”(专利号ZL 03 130567.6)所提供的器外活化工艺进行活化。

本发明的水平和优点：

在一个8kt/a顺酐反应器中，反应管内径21mm，管长3600mm，催化剂总床高3200-3300mm，把上述催化剂装入其中，在每管苯负荷150-160g/h，熔盐温度350-353℃时，可做到热点440-450℃，苯转化率≥98.5％，顺酐重量收率90-92％，连续开车6个月，苯耗在1170kg/t。同样催化剂在内径21mm，管长600mm，床高400-415mm的单管中，按相当于上述工业装置每管苯负荷150-170g/h进行评价试验，连续480hr，达到苯转化率≥98.5％，顺酐重量收率98-110％。

本发明催化剂还具有如下优点，①可以使顺酐生产装置多回收中压蒸汽(12-15MPa的蒸汽)。一个8kt/a顺酐装置每小时所产中压蒸汽比用普通型顺酐催化剂多2-4吨。②可以减少顺酐生产电耗，一个8kt/a顺酐装置，每吨顺酐的电耗比使用普通型催化剂降低150度电。③可以使顺酐生产装置在不增加任何投入的情况下增加25％左右的生产能力。

本发明的理论根据：

本发明的目的是在顺酐重量收率不低于或略高于普通型顺酐催化剂的前提下，使单管苯负荷提高到150-160g/h。而在传统的催化剂中，这样操作必然导致床层热点温度大幅度上升，为了控制热点温度不高于普通型催化剂的热点温度，我们采取双段床催化剂，使进口段催化剂的活性略低，但其选择性相对更高一些；使出口段催化剂的活性略高，而其选择性相对低一些。为达此目的，我们调整催化剂活性物的配方，进口段增加P₂O₅的比例，降低稀土氧化物的比例；出口段减少P₂O₅的比例，增加稀土氧化物的比例。此外，我们还使出口段催化剂的载体尺寸变小一些，以便增加阻力，增加反应物的接触时间。

增加P₂O₅，即增加催化剂活性物的酸性，既有利于苯的被吸附，又有利于产物顺酐的解吸，这样便减少了苯深度氧化的副反应，从而利于生成顺酐的主反应，由于深度氧化这样的副反应放热量大于生成顺酐的主反应放热量(前者每1mol苯深度氧化成CO₂，放热3269KJ，后者每1mol苯生成顺酐的放热为1848KJ)。因此，这样调整配方，减少反应的放热，而保持适当的床层热点温度。

减少稀土氧化物用量，可抑制对O₂的活化，从而适当减少氧种O₂ ^-和O^-的生成，进而抑制活性。

上述两项措施的同时实施，使进口段选择性提高，还有少量未反应的苯，当进入出口段时，遇到活性很高的B段催化剂(O₂ ^-和O^-氧种很多的活性相)，便会进一步转化。在A段如有少量未完全转化为顺酐的中间产物对苯二酚、对苯醌等中间产物到了出口段也难于被吸附，所以在进口段要增加选择性，使苯尽量多地转化成顺酐。可以有少量未反应的苯，尽量减少反应的中间产物，而未反应的苯可以在出口段继续反应生成顺酐。

在本发明以前的专利中对P₂O₅的使用与我们的做法相反，所以不能实现既高负荷又高收率的目的。而意大利出售的高负荷催化剂，可能是配方中酸性组分过高，虽然抑制了活性，但较多的中间产物到了出口段不能被吸附，所以不能进一步转化，而造成副产物之间反应生成萘醌、蒽醌一类焦油状物质，进而造成后工艺堵塔。

具体实施方式

实施例1：

(1)载体制备

分别称取800g过70目筛的绿碳化硅粉，200g过100目筛的低压瓷土，66.4g分子量为20-40的甲基纤维素，133.6g过40-80目筛的聚丙烯粉料，依次装入料筒中均匀混合。另外，称取200ml 90-4号含SiO₂24％的硅溶胶，溶于200ml蒸馏水中。接着把两者放在一起混匀，充分捏合，放置24h。然后在载体成型机上制成圆柱环形状的载体。将成型的载体烘干后，置于一个高温电炉中，在1325±15℃灼烧8h，自然冷却后，得到成品碳化硅圆柱环载体。载体尺寸为：外径6.5mm，内径3.5mm，高度4.0mm。载体的主要物理性能指标：堆积密度0.67±0.02g/ml，点压强横向2-5kg/粒，纵向8-20kg/粒，比表面0.08-0.2m²/g，载体中Na₂O的含量≤0.3％。

(2)活性物溶液配制

①用于出口段(B段)催化剂的活性物溶液配制

将93.23g草酸在常温及搅拌下溶于380ml水中，再加入74.6g偏钒酸铵，边搅拌边加热，直到固体物全部溶解；然后再加入33.70g的仲钼酸铵溶于62ml水的溶液；在搅拌下再依次加入磷酸三钠4.86g、硝酸镍1.403g、金属镝0.0415g、金属钕0.0368g，最后得到墨绿色活性物溶液。

②用于进口段(A段)催化剂的活性物溶液配制

将93.23g草酸在常温及搅拌下溶于380ml水中，再加入74.6g偏钒酸铵，边搅拌边加热，直到固体物全部溶解；然后再加入33.70g的仲钼酸铵溶于62ml水的溶液；在搅拌下再依次加入磷酸三钠4.86g、磷酸二氢铵0.29g、硝酸镍1.403g、金属镝0.0207g、金属钕0.0184g，最后得到墨绿色活性物溶液。

(3)催化剂制备

首先将280g按上述(1)方法制造的载体放入一个可转动可加热的不锈钢转鼓中，在不断转动不断加热条件下，将按上述(2)步骤之①方法配制的活性物溶液通过一个特制的喷枪喷到转鼓中载体的表面上，喷涂温度270±15℃，转鼓转速10-15rpm，喷涂时间70-90min。料液喷完后出锅，称重，得到墨绿色载体催化剂B，重量332g，催化剂活性物含量为15.7％。

同样方法将用(2)步骤之②方法配制的活性物溶液制备成催化剂A，重量336g，催化剂活性物含量16.7％。

(4)催化剂活化

各取上述A及B催化剂200ml，装入微型固相反应器中，仔细封好上盖，做到催化剂分解产生的氨不会立即逸出。再将其放入试验室用高温电炉中，控制氨空比为1∶10，在4h内使炉内温度升到460℃，在此温度下保持4h，自然降温到常温。

(5)催化剂评价

取按上述(4)方法活化完成的B催化剂60ml仔细地装入一个φ25×700mm的固定床积分反应器(反应器内径21mm)中，做为出口段催化剂。再取A催化剂60ml装入反应器，做为进口段催化剂，进口段与出口段比例为1∶1，总装填容积120ml，床高402mm。此反应器被放置在一个熔盐浴中。在盐温348-350℃，空速2000-2500h^-1，苯浓度50-63g/M³条件下连续评价480h，其中在苯负荷170-180g/h·管(折合工业装置每管催化剂床高3300mm)条件下评价时间240h，苯转化率98.3-99.2％，顺酐重量收率为105-110％。

实施例2：

(1)载体制备

按实施例1方法(1)工业规模制备载体，载体的堆积密度0.73-0.75g/ml，比表面(BET法)0.1-0.2m²/g，点压强横向≥2.5kg/粒，载体尺寸为外径6.7mm，内径3.8mm，高度4.5mm。

(2)活性物溶液制备

按实施例1方法(2)配制。出口段(B段)：在20.4kg水中含有草酸5326g，偏钒酸铵4190g，钼酸铵1900g，磷酸三钠273g，磷酸二氢铵26g，硝酸镍79g，金属镝2.328g、金属钕2.067g。进口段(A段)：在20.4kg水中含有草酸5326g，偏钒酸铵4190g，钼酸铵1900g，磷酸三钠273g，磷酸二氢铵31g，硝酸镍1.421g，，金属铒1.498g和金属钕1.292g。

(3)催化剂制备

载体的数量17.3kg，按实施例1方法(3)分别制备出催化剂A和B。

(4)催化剂活化

按实施例1方法(4)对上述催化剂活化。

(5)催化剂的评价

按实施例1方法(5)进行评价试验，出口段B催化剂85ml，进口段A催化剂35ml，进口段与出口段比例为30∶70，总装填容积120ml，床高408mm。在苯负荷170-180g/h·管(折合工业装置每管催化剂床高3300mm)条件下，苯转化率97.8-98.5％，顺酐重量收率为97-102％。

实施例3：

(1)载体制备

同实施例2

(2)活性物溶液制备

按实施例1方法(2)配制。出口段(B段)：在20.4kg水中含有草酸5326g，偏钒酸铵4190g，钼酸铵1900g，磷酸三钠273g，磷酸二氢铵26g，硝酸镍79g，金属镝1.746g和金属钕1.550g。进口段(A段)：在20.4kg水中含有草酸5326g，偏钒酸铵4190g，钼酸铵1900g，磷酸三钠273g，磷酸二氢铵29g，硝酸镍1.421g，，金属铕0.816g和金属镝0.890g。

(3)催化剂制备

载体的数量17.3kg，按实施例1方法(3)分别制备出催化剂A和B。

(4)催化剂活化

按实施例1方法(4)对上述催化剂活化。

(5)催化剂的评价

按实施例1方法(5)进行评价试验，出口段B催化剂40ml，进口段A催化剂80ml，进口段与出口段比例为65∶35，总装填容积120ml，床高420mm。在苯负荷170-180g/h·管(折合工业装置每管催化剂床高3300mm)条件下，苯转化率98.2-98.5％，顺酐重量收率为98-103％。

实施例4：

(1)载体制备

同实施例2

(2)活性物溶液制备

按实施例1方法(2)配制。出口段(B段)：在20.4kg水中含有草酸5326g，偏钒酸铵4190g，钼酸铵1900g，磷酸三钠273g，硝酸镍79g，金属钕2.632g，金属镝2.962g。进口段(A段)：在20.4kg水中含有草酸5326g，偏钒酸铵4190g，钼酸铵1900g，磷酸三钠273g，磷酸二氢铵33g，硝酸镍1.421g，，金属钕1.316g和金属镝1.484g。

(3)催化剂制备

载体的数量17.3kg，按实施例1方法(3)分别制备出催化剂A和B。

(4)催化剂活化

按实施例1方法(4)对上述催化剂活化。

(5)催化剂的评价

按实施例1方法(5)进行评价试验，出口段B催化剂70ml，进口段A催化剂50ml，进口段与出口段比例为40∶60，总装填容积120ml，床高415mm。在苯负荷170-180g/h·管(折合工业装置每管催化剂床高3300mm)条件下，苯转化率98.2-98.5％，顺酐重量收率为99-104％。

实施例5：

本实施例为单段床催化剂评价，与上述双段床催化剂做对比。

(1)载体制备

同实施例2

(2)活性物溶液制备

在20.4kg水中含有草酸5326g，偏钒酸铵4190g，钼酸铵1900g，磷酸三钠273g，硝酸镍79g，金属钕1.053g，金属镝1.185g。

(3)催化剂制备

载体的数量17.3kg，按实施例1方法(3)制备出催化剂。

(4)催化剂活化

按实施例1方法(4)对上述催化剂活化。

(5)催化剂的评价

按实施例1方法(5)进行评价试验，总装填容积120ml，床高400mm。在苯负荷140-150g/h管(折合工业装置每管催化剂床高3300mm)条件下，评价结果为苯转化率98.8-99.5％，顺酐重量收率为97-100％。由于继续提高苯负荷，热点温度过高，因此未做到苯负荷170-180g/h·管(折合工业装置每管催化剂床高3300mm)。

实施例6：

本实施例为单段床催化剂在工业装置上的应用。

在天津渤海精细化工有限公司一台8kt/a顺酐氧化器上装填双段催化剂。该反应器直径3800mm，有11004根反应管，管内径21mm，管长3600mm，管内径21mm，催化剂床层高度3260mm，催化剂总量9800kg，总体积12.4m³。

该装置于2006年4月开车，运行12个月时，反应条件为：熔盐温度347-357℃，空速2000-2200h^-1，苯浓度50-52g/NM³，折合苯负荷113-129g/h·管，热点温度435-452℃，苯转化率98.5-99.5％，顺酐重量收率为90-92％。

实施例7：

按本发明所采用的双段床技术，在天津渤海精细化工有限公司一台8kt/a顺酐氧化器上装填双段催化剂。该反应器直径3800mm，有11004根反应管，管内径21mm，管长3600mm，管内径21mm，催化剂床层高度3300mm，催化剂总量9900kg，总体积12.6m³。

该装置于2007年4月开车，已运行12个月。反应条件为：熔盐温度350-361℃，空速2200-2300h^-1，苯浓度59-63g/NM³，折合苯负荷148-151g/h·管，热点温度440-465℃，苯转化率98.1-98.7％，顺酐重量收率为90-91％。

实施例8：

按本发明所采用的双段床技术，在天津渤海精细化工有限公司15kt/a顺酐装置上装填双段催化剂。该装置由两台反应器组成，每台反应器直径3800mm，有11004根反应管，管内径21mm，管长3600mm，管内径21mm，催化剂床层高度3170mm，催化剂总量18700kg，总体积24.2m³。

该装置于2007年11月开车，已运行6个月。反应条件为：熔盐温度350-356℃，空速2200-2300h^-1，苯浓度59-61g/NM³，折合苯负荷148-150g/h·管，热点温度445-460℃，苯转化率98.3-98.5％，顺酐重量收率为89-93％。

由上可见：在工业装置上采用本发明之双段床高负荷顺酐催化剂，在平均熔盐温度350-360℃，空速2100-2300h^-1，苯浓度60g/NM³，苯负荷150g/h·管条件下，能够达到苯转化率98.60-99.20％，顺酐重量收率为89-93％，苯耗1160-1180kg/t。而普通顺酐催化剂投苯量一般120g/h·管，苯耗1170-1190kg/t。

几种主要顺酐催化剂在工业装置上的初活性对比

	单管苯负荷g/h tube	单位重量催化剂苯负荷g/h kg	起始盐温℃	热点温度℃	顺酐收率wt％	苯转化率％	苯耗kg/t
								天津天环研究所器外活化单段床催化剂	110-120	130-140	347-350	430-450	90-92	98.5-99.5	1170-1190
天津天环研究所器外活化双段床催化剂	140-150	170-180	350-352	430-455	89-93	98.6-99.2	1160-1180
								意大利高负荷双段床催化剂	170-180	170-180	352-354	450-465	86-88	97.0-98.5	1210-1220

Claims (6)

1.高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂，其特征是在固定床管式反应器中沿反应混合气进口方向依次由A、B两段不同性能的催化剂所组成；A段高度占总床高的40～60％，而B段占总床高的60～40％。

2.如权利要求1所述的高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂，其特征是所述的A段催化剂活性相的构成为：以1mol V₂O₅为基准时，其余氧化物的比例是：(0.4～0.9)mol MoO₃、(0.01～0.08)mol P₂O₅、(0.005～0.100)mol Na₂O、0.005～0.500)mol NiO以及二种比例为(0.0001～0.0010)mol的Re₂O₃；其中Re为Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu诸稀土元素中的任何两种。

3.如权利要求2所述的高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂，其特征是所述的MoO₃为(0.6～0.8)mol；P₂O₅为(0.02～0.05)mol。

4.如权利要求1所述的高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂，其特征是所述的B段催化剂活性相的构成为：Re₂O₃的比例为A段的2～3倍，P₂O₅的比例为(0.005～0.040)mol，其余4种氧化物的比例和A段一样。

5.如权利要求4所述的高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂，其特征是所述的P₂O₅为(0.01～0.03)mol。

6.如权利要求1所述的高负荷高收率苯气相氧化制顺丁烯二酸酐的催化剂，其特征是所述的A段催化剂，载体尺寸为外径6.0～8.0mm，内径3.5～4.5mm，高4.0～4.5mm，B段催化剂的载体三个尺寸都比A段小10～25％。