[发明专利]蒽醌加氢制双氧水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂，更具体地说，本发明涉及一种由蒽醌加氢制双氧水的催化剂。

背景技术

双氧水是一种重要的无机化工产品，在造纸、化工、食品、环保等领域应用广泛。双氧水使用过程中分解的最终产物主要是水，不会产生二次污染物，是一种环境友好的氧化剂，而且以双氧水为氧化剂的氧化过程具有反应条件温和、选择性高的优点。近年来，随着双氧水的一些新应用和从环保角度出发，双氧水的需求量将会日益增加，从而促进双氧水产量保持持续增加态势。2005年国外双氧水装置的生产能力已经达到300万吨/年(以100％H₂O₂计)。国内双氧水生产同样发展迅速，生产能力和产量以每年15-20％的速度增加，2006年国内双氧水生产装置已经达到百套，生产能力约100万吨。

在双氧水生产工艺中，蒽醌自氧化法占有绝对优势，其重要步骤就是蒽醌催化加氢，且加氢催化剂是影响加氢过程的关键。加氢催化剂主要分为镍催化剂和钯催化剂两种系列。钯催化剂因具有较好的活性和稳定性，已经成为蒽醌加氢的主要催化剂。纵观国内外文献和技术现状，催化剂载体材料主要为氧化铝、氧化硅等，人们研究了各种方法来改善载体的性能、活性组分的分散度以及钯的流失问题，但是，现有的蒽醌加氢制双氧水催化剂仍然存在着加氢活性低、稳定性差的问题。

发明内容

发明人为了蒽醌加氢制双氧水催化剂的加氢活性低、稳定性差问题，进行了深入细致的研究，提出了一种高活性高稳定性的催化剂可用于蒽醌加氢。

具体技术方案如下：

一种蒽醌加氢制双氧水的方法，其特征在于，蒽醌与氢气一起进入装有负载型金属催化剂的加氢反应器，在反应温度20～100℃、压力0.1～2MPa、蒽醌液体体积时空速1～20h^-1和氢气气体体积时空速10～150h^-1下进行加氢反应；

所述负载型金属催化剂包括载体和负载于载体上的活性组分，主活性组分为Pd，在催化剂制备过程中，负载活性组分前体的载体经电离辐照处理以使主活性组分Pd在室温和空气条件下为单质态，活性组分的平均粒径小于10nm。

为了充分地表现出催化剂的优异性能，优选地，所述活性组分包括：

a)主活性组分Pd，其含量为催化剂总重量的0.01wt％～2wt％；

b)选自Ag、Cu、Au、Ga、As、Bi、Pb、Sn、Cr、稀土元素、碱金属和碱土金属中的一种或两种以上，其含量为催化剂总重量的0wt％～20wt％。

此外，还可加入加氢催化剂中常用的其他调节催化剂性能的助活性组分，如卤族元素等。金属活性组分a)的含量更优选为0.05wt％～15wt％，更优选0.05wt％～1wt％；活性组分b)的含量更优选为载体总重的0wt％～10wt％。

优选地，所述的载体为Al₂O₃、TiO₂、V₂O₅、SiO₂、ZnO、SnO₂、SiC、高岭土、堇菁石或它们中两种以上的混合物，或所述载体为将Al₂O₃、TiO₂、V₂O₅、SiO₂、ZnO、SnO₂、SiC、高岭土和堇菁石中的至少一种负载在惰性基底上所形成的复合载体，所述惰性基底包括金属基底和陶瓷。

更优选地，所述载体的比表面为3～200m²/g，平均孔径为20～300nm，孔容为0.2～1.0ml/g，其形状为粒状、球形、齿形、环形、齿球形、片状、条状、三叶草或四叶草。所述的四叶草可以为两叶长而另两叶短的异形条状。也可以使用适合本发明催化剂的其它异形条状。

优选地，所述催化剂在制备过程中经过电离辐照，辐照方法选择下列方法之一：

a)将负载有所述活性组分前体的载体使用含自由基清除剂的溶液润湿后，在润湿状态下辐照，优选在真空或惰性气氛下；

b)将负载有所述活性组分前体的载体加入含自由基清除剂的溶液中，在溶液浸没状态下辐照；

c)将所述载体加入含自由基清除剂和所述活性组分前体的溶液中，在溶液浸没状态下辐照。

优选地，所用的电离辐射为γ射线、X射线或电子束。

优选地，所述的自由基清除剂选自醇类和甲酸中的一种以上，优选甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇和甲酸中的一种，体积浓度为1％～80％。