[发明专利]一种对苯二甲酸精制用钯炭催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法，特别是一种对苯二甲酸精制用钯炭催化剂的制备方法。

背景技术

工业生产对苯二甲酸的方法主要是采用氧化和加氢精制两个步骤完成，其中加氢精制用的钯炭催化剂是核心技术之一。已有的生产钯炭催化剂的方法比较复杂，包括：对活性炭进行水洗、酸洗、水洗涤中和、干燥处理，进行钯吸附、水洗中和、还原、再水洗中和、干燥得成品等工艺步骤，制备工艺过程复杂，水洗步骤多，耗水量大，多数工艺不能在室温下进行，温度要求严格，需要配置适合该过程的相应设备，设备投资大，利用该方法获得的催化剂，钯金属晶粒较大，一般在4～15纳米以上，因此催化剂的分散度低、寿命较短。中国发明专利公开了一种钯/碳催化剂的制备方法，专利号200610047958.1，该方法简化了制备工艺，而且是在室温下进行，其钯粒度在3～8纳米之间。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种对苯二甲酸精制用钯炭催化剂的制备方法，用该方法制备的催化剂，钯的平均粒度小于2纳米，活性好，分散度高，使用寿命长。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种对苯二甲酸精制用钯炭催化剂的制备方法，包括以下工艺步骤：

A、对载体活性炭的处理

(1)、水中打磨2～24小时，洗涤至无炭粉，控干水分；

(2)、酸处理，酸液的浓度为0.1～3.0N，加入的酸液使液面刚好高于活性炭平面1～2cm，循环时间为1～12小时；

(3)、氧化还原处理，氧化剂与活性炭摩尔比为1∶50～5000，循环时间是1～12小时；

B、催化剂制备

(4)、钯吸附，取5～20％浓度的钯化合物溶液与分散剂混合倒入反应器中，钯与分散剂的摩尔比是100∶0.1～10，循环时间为6～24小时；

(5)、加碱中和至pH值7.0～9.5，循环1～24小时；

(6)、还原，用还原剂将吸附在活性炭上的钯化合物中的钯还原成金属钯，循环时间为1～48小时，还原剂用量为Pd²⁺摩尔数的5～40倍；

(7)、洗涤，用去离子水间歇循环洗至无氯离子，得到催化剂产品。

上述步骤是在室温条件下进行，在整个制备过程中添加的所有物料均保留在反应器中至反应结束。

所述的氧化剂为双氧水或次氯酸钠或高氯酸。

所述的氧化剂与活性炭摩尔比为1∶400～2000。

所述的分散剂为月桂酸甘油酯或豆蔻酸甘油酯或丁基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上按任意比例组合。

所述的钯与分散剂的摩尔比是100∶0.5～5。

所述的还原剂为抗坏血酸或柠檬酸钠或葡萄糖中的一种或两种以上按任意比例组合。

所述的还原剂用量为Pd²⁺摩尔数的20～30倍。

所述的碱为氢氧化钾或碳酸钾或磷酸钾中的一种或两种以上按任意比例组合。

本发明对载体活性炭进行酸处理中选用了硝酸或盐酸或磷酸。钯化合物采用钯卤化物或硝酸盐。氧化剂可以采用双氧水或次氯酸钠或高氯酸，氧化剂与活性炭摩尔比为是1∶50～5000，最好是1∶400～2000。分散剂选用了性能稳定和竞争吸附效果好的月桂酸甘油酯或豆蔻酸甘油酯或丁基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上按任意比例组合，钯与分散剂的摩尔比是100∶0.1-10，最好为100∶0.5～5。钯化合物溶液浸渍循环时间为6～24小时，最好为8～16小时。中和步骤中采用的碱为氢氧化钾或碳酸钾或磷酸钾中的一种或两种以上按任意比例组合，循环1～24小时，最好循环6～16小时。还原剂采用能够保持晶粒均匀分布的抗坏血酸或柠檬酸钠或葡萄糖中的一种或两种以上按任意比例组合，将钯化合物中的钯还原成金属钯，还原剂用量为Pd²⁺摩尔数的5～40倍，最好是20～30倍。

本发明的特点是：选用了具有竞争吸附和稳定作用的分散剂，利用碱中和产生的皂化物，进一步加强了物料各离子间的竞争吸附，使金属钯活性组分能够均匀分布在活性炭上，提高了分散度，降低了粒度；选用的还原剂有利于保持晶粒均匀、稳定地分布；整个制备中所添加的各种物料保持在反应器中至反应结束，实现了综合竞争吸附和提高了分散度，分散度大于60％，最终得到粒度小于2纳米的高性能催化剂。

具体实施方式

制备过程中使用的反应器带有搅拌和液体循环装置。制备500g钯含量0.5wt％的催化剂，活性炭的理论投料量是497.5g，根据活性炭打磨经验计算，活性炭实际投料520g，打磨和洗掉碳粉22.5g左右。