[发明专利]一种用于粗对苯二甲酸加氢精制的贵金属/TiO2-C催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加氢反应的贵金属/TiO₂-C催化剂的制备方法，特别涉及用于粗对苯二甲酸加氢精制的贵金属/TiO₂-C催化剂的制备方法。

背景技术

精对苯二甲酸(PTA)是一种十分重要的有机化工原料，其下游加工产品主要是聚酯纤维、聚酯薄膜、包装瓶以及PET工程塑料等。在以对二甲苯(PX)液相氧化生产的粗对苯二甲酸(CTA)中，一般含有2000～3000μg/g的主要杂质对羧基苯甲醛(4-CBA)，由于其醛基比较活泼，会影响聚酯纤维的色泽，需要在270～285℃高温下采用加氢精制的方法将4-CBA转化成易溶于热水的对甲基苯甲酸等，精制后的对苯二甲酸含有25μg/g的4-CBA，以满足聚酯生产的需要。

粗对苯二甲酸加氢精制一般采用Pd/C催化剂，美国专利US4415479、US4476242和US4605763中详细介绍了粗对苯二甲酸加氢精制Pd/C催化剂的制备方法。Pd/C催化剂的制备基本上采用浸渍法，首先将活性炭用强酸浸泡处理，然后过滤、水洗、烘干。将PdCl₂用盐酸加热溶解成H₂PdCl₄溶液，在活性炭中加入一定的水，边搅拌边滴H₂PdCl₄、NaOH和甲醛溶液，静置、过滤、水洗固体至中性；或直接将活性炭在PdCl₂溶液中浸泡24h，然后用氢气进行还原。Pd/C催化剂虽然活性高，但活性炭作为Pd/C催化剂的载体，主要缺点在于确定它们的规格困难、每批活性炭的性能重复性难保证，催化剂强度较差、堆密度小，在苛刻条件下的催化性能不太稳定。为克服上述缺点，已有一些以SiC、炭纤维、CCM(炭-炭复合材料)、TiO₂等作为载体的粗对苯二甲酸加氢精制钯催化剂的研究。但总的来讲，粗对苯二甲酸加氢精制催化剂的非活性炭载体的研究报道仍很少。

在专利WO200671407中，BP公司申请了以SiC作为载体的用于粗对苯二甲酸加氢精制过程的Pd/SiC催化剂，但SiC载体的比表面积较低，不利于金属Pd的分散。中国专利CN1695805采用气相催化热裂解低碳链有机物的方式制备了用于粗对苯二甲酸加氢精制的以纳米碳纤维为载体的催化剂，碳纤维生产过程复杂，生产成本高，且成型过程困难，载体强度差、磨耗高，负载后的催化剂性能不能满足对苯二甲酸加氢精制的要求。Jhung SH等报道的以CCM(炭-炭复合材料)作为载体制备的粗对苯二甲酸加氢精制催化剂(AppliedCatalysis A：General，2002，225：131-139)也存在与碳纤维相同的缺陷。

以TiO₂作为载体开发的催化剂具有活性高、低温活性好、热稳定性佳、抗中毒性强、耐酸碱等特点，并能与贵金属之间发生“强相互作用”(SMSI)，TiO₂载体也因此被誉为继SiO₂、Al₂O₃之后的“第三代载体”。美国专利US5387726以二氧化钛作为载体制备了对羧基苯甲醛选择性加氢的Pd/TiO₂催化剂，在反应温度150℃、H₂分压1MPa、4-CBA的初始浓度1.0％的条件下，反应1h后4-CBA转化率最高可达99.8％；但该催化剂的高温活性欠佳，当反应温度提高到270℃时，4-CBA转化率降低到90.1％。Amoco公司在其专利US5616792和US5756833中将TiO₂载体经900～1200℃焙烧，用于制备催化提纯和回收二羧基芳香族酸的Pd/TiO₂催化剂，降低了粗对苯二甲酸溶液中4-CBA的含量。但TiO₂载体经900～1200℃高温焙烧后，造成载体的孔结构坍塌，比表面积降低，载体的比表面积低于10m²/g，不利于活性组分Pd的分散和固定，易造成活性组分的流失和Pd晶粒的长大。