[发明专利]粗对苯二甲酸加氢精制钯炭催化剂的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于粗对苯二甲酸加氢精制钯炭催化剂的再生方法。

背景技术

粗对苯二甲酸加氢精制钯炭催化剂一般钯含量为0.50％，在温度为270～290℃、压力为7.0～8.5Mpa下将粗对苯二甲酸中的主要杂质对醛基苯甲酸(俗称4-CBA)转化为对甲基苯甲酸后通过结晶、离心分离脱除。众所周知，在工业应用中，钯炭催化剂失活是常见现象，如何对失活催化剂的再生利用是一个难题。Amoco公司在中国申请的专利CN89101881.5指出，依次采用热水、冷水、稀碱、浓碱洗涤催化剂；CN3285341提出了一种在线再生的方法：先水洗，再碱洗，然后再水洗。但上述方法存在得到的再生催化剂活性不高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的再生催化剂活性不高的问题，提供一种新的粗对苯二甲酸加氢精制失活钯炭催化剂的有效的再生方法，该方法得到的再生催化剂具有活性高的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于粗对苯二甲酸加氢精制钯炭催化剂的再生方法，包括以下步骤：

A)将工业装置失活的废钯炭催化剂在高压釜中200～300℃水洗，然后干燥、筛分；

B)将筛分好的催化剂在50～100℃下丙酮萃取1～6小时，然后干燥；

C)将步骤B)处理好的催化剂在以重量百分比计，在0.01～25％含氧气氛下200～600℃下处理2～8小时，然后冷却；

D)还原得到再生粗对苯二甲酸加氢精制钯炭催化剂。

上述技术方案中，水洗时间优选范围为0.5～6小时；所述的含氧气氛优选方案为氧气氮气混合物；所述的氧气氮气混合物中，以重量百分比计，含氧量优选范围为1～5％；所述的还原方法可以采用甲酸、甲酸钠、甲醛、水合肼、葡萄糖或氢气还原，优选方案为氢气氮气混合物还原；所述的氢气氮气混合物中氢气的重量百分含量优选范围为0.01～25％。

高压釜中催化剂的评价条件：

催化剂用量：2.0克

粗对苯二甲酸量：30.0克

溶剂：纯水

4-CBA量：1.0克

反应压力：7.5Mpa

反应温度：280℃

取样分析采用高压液相色谱分析。

催化剂中Pd的重量百分比由等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)分析测得；采用高效液相色谱(HPLC)分析反应前后溶液中的4-CBA；钯的平均晶粒大小采用x-射线半峰宽计算。

本发明方法的技术关键是：一、采用丙酮萃取更有效地除去废催化剂表面吸附的大分子聚合物；二、在氧气气氛下将钯晶粒氧化，再还原，通过这个步骤，钯在载体表面重新分布，从而实现钯晶粒变小；因此本发明方法得到的再生催化剂具有较高的活性。实验表明，钯平均晶粒大小由8.8nm降至3.6～4.2nm，催化剂的4-CBA转化率由85.0％上升至高达99.5％，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

取工业装置卸载下的废对苯二甲酸加氢精制钯炭催化剂，用ICP-AES分析钯含量为0.42％，称取该废催化剂10克，在2升间歇高压釜中250℃水洗2小时，冷却、干燥、筛分；然后将筛分好的催化剂在抽提管中用丙酮萃取，萃取温度为60℃，萃取时间为3小时，然后干燥；将干燥好的催化剂在氧气和氮气混合物重量百分比为1％的氧气含量下300℃处理6小时，冷却；在150℃下用10％氢气还原6小时得所需催化剂备用。

取制得催化剂分析：平均晶粒大小为4.0nm，经评价4-CBA转化率为99.1％

【实施例2～6】

催化剂的再生步骤如【实施例1】，其它条件如表1；平均晶粒大小及经评价催化剂的活性平均数据如表2。

【实施例7】

催化剂的再生步骤如【实施例1】，不同的是将氧化和还原步骤重复2次。

【对比例】

将废粗对苯二甲酸加氢精制钯炭催化剂在280℃水洗4小时，然后在80℃的1％NaOH水溶液(重量百分比)中碱洗2小时，最后纯水水洗干燥，分析平均晶粒大小为8.8nm，4-CBA转化率为85.0％。

总之，实施例中再生催化剂比对比例中再生催化剂钯平均晶粒更小，4-CBA转化率高。

表1