[发明专利]一种蒽醌降解物再生催化剂及其制备方法

说明书

所属领域

本发明涉及一种蒽醌降解物再生催化剂及其制备方法，该碱性氧化铝复合氧化物可用于蒽醌法制过氧化氢工作液中蒽醌降解物的再生。

背景技术

过氧化氢(H₂O₂，俗称双氧水)是一种重要的无机化工原料和精细化工产品，广泛应用于纺织、造纸、有机合成和环境保护等领域。蒽醌法是目前工业化生产H₂O₂的主要方法。2-乙基蒽醌(EAQ)溶于有机溶剂中配成工作液，工作液在负载型Pd/Al₂O₃等催化剂的作用下其中的EAQ加氢转化成2-乙基氢蒽醌(EAQH₂)，然后在纯O₂或空气的作用下EAQH₂再转化成EAQ，同时生成H₂O₂。理想的H₂O₂制备过程应该按照上述循环进行，但是过程中副反应的发生是不可避免的。由于EAQ的深度加氢，反应生成EAQH₂的同时还生成环加氢的四氢2-乙基氢蒽醌(H₄EAQH₂)以及其它深度加氢产物。虽然H₄EAQH₂氧化生成H₂O₂的速度较EAQH₂慢，但是仍然能够产生H₂O₂，因此通常不将其视作降解物种。然而，加氢过程产生的深度加氢产物由于分子结构发生了明显变化，已经不具备生成H₂O₂的能力，被称为氢化降解物。氧化过程使EAQH₂和H₄EAQH₂转变成EAQ和H₄EAQ，同时生成H₂O₂，由于工作液在氧化过程产生的H₂O₂具有很强的氧化作用，部分EAQ和H₄EAQ发生氧化，生成环氧蒽酮等氧化降解物，它们同样不具备再一次生成H₂O₂的能力。氢化降解物和氧化降解物的生成，不仅使工作液中的蒽醌含量不断减少，从而影响H₂O₂制备效率，而且引起工作液物性的改变，使工艺过程无法正常进行。因此蒽醌降解物的再生一直是人们关注和研究的焦点。

碱性活性氧化铝(NaOH/γ-Al₂O₃)是目前蒽醌法生产H₂O₂最常用的蒽醌降解物再生催化剂，通常由NaOH溶液浸渍条形或球形γ-Al₂O₃，然后经干燥和焙烧而制得。经水萃取以及碱塔干燥后的工作液流经由NaOH/γ-Al₂O₃催化剂构成的固定床，于50℃左右温度和常压下使蒽醌降解物恢复为具有H₂O₂生成能力的EAQ和H₄EAQ。尽管NaOH/γ-Al₂O₃催化剂对蒽醌降解物具有一定的再生能力，满足目前的工业生产要求，但由于催化剂组成和结构的原因，存在活性组分流失严重，再生活性下降迅速等问题，一般使用寿命不超过两个月。上述情况的存在不仅造成催化剂的极大浪费以及蒽醌工作液的大量损失，而且频繁拆卸和构筑再生床也增加了劳动强度。因此研究再生效率高、寿命长的蒽醌降解物再生催化剂已是当务之急。