[发明专利]粗对苯二甲酸加氢精制催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及粗对苯二甲酸加氢精制催化剂及其制备方法，主要解决现有技术中存在的催化剂初活性高导致加氢精制产品中对甲基苯甲酸偏高的问题，本发明通过采用粗对苯二甲酸加氢精制催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分，所述的载体为活性炭，所述活性组分为钯元素，所述钯元素包括Pd⁰和Pd⁺²，且Pd⁺²与Pd⁰的重量比为0.3～3的技术方案，较好地解决了该技术问题，可用于粗对苯二甲酸加氢精制生产中。

技术领域

本发明涉及粗对苯二甲酸加氢精制催化剂及其制备方法。

背景技术

精对苯二甲酸，俗称PTA，是合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的基本原料。负载型钯/炭催化剂适用于粗对苯二甲酸的精制，粗对苯二甲酸中的对羧基苯甲醛(简称4-CBA)等杂质进行加氢转变为其它的化合物后，随后采用结晶的方法来分离提纯。由于钯/炭催化剂采用单一的活性组份，所以金属钯在载体上的分布状况，对催化剂性能的影响非常大。

对苯二甲酸加氢精制通常反应压力为6.5～8.5MPa，反应温度为250～290℃条件下进行，由于对苯二甲酸加氢精制反应过程是一个一级反应，反应速度快，反应过程中反应物难以穿透到催化剂颗粒的内部进行反应，这就使得颗粒内部的活性金属由于位阻影响，接触不到直径较大的反应物分子组份不能发挥作用。此时，外表面的活性金属表现出的高的催化活性。出于充分利用贵金属的考虑，通常钯/炭催化剂做成蛋壳型，即让活性组份钯主要负载于载体的表面。钯与反应物接触的表面积越大，活性也越好。蛋壳型活性组份分布的催化剂比分布范围较宽的催化剂具有更高的加氢催化能力。但反应初期由于钯反应活性过高，导致出现对苯二甲酸发生过加氢而生成对甲基苯甲酸(p-TA)，p-TA在水中的溶解度比对甲羟基苯甲酸(HMBA)和苯甲酸(BA)的小很多，因此反应产品中过多的p-TA难除去，这样会导致PTA产品中p-TA超标。美国专利US4,892,972(Purification of crudeterephthalic acid)通过采用Pd/C和Rh/C的双层催化剂，Pd与Rh的比例为10:1用于粗对苯二甲酸加氢精制，从而减少PTA产品中的对甲基苯甲酸(p-TA)含量，但Rh的价格是Pd的十倍，因此在实际中不适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中催化剂初活性高导致加氢精制产品中对甲基苯甲酸偏高的问题，提供一种新的用于粗对苯二甲酸加氢精制催化剂，该催化剂用于粗对苯二甲酸的加氢精制反应，具有对甲基苯甲酸低的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是与上述技术问题之一相对应的催化剂的制备方法。

本发明所要解决的问题之三是上述催化剂的应用。

本发明所要解决的问题之四是粗对苯二甲酸加氢精制的方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：

粗对苯二甲酸加氢精制催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分，所述的载体为活性炭，所述活性组分为钯元素，所述钯元素包括Pd⁰和Pd⁺²，且Pd⁺²与Pd⁰的重量比为0.3～3。

我们惊奇地发现，当催化剂中所述钯元素包括Pd⁰和Pd⁺²，且Pd⁺²与Pd⁰的重量比为0.3～3时，该催化剂用于粗对苯二甲酸的加氢精制反应，具有对甲基苯甲酸残留量低的优点。

上述技术方案中，作为非限制性举例，Pd⁺²与Pd⁰的重量比可以为0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.9、0.95、1.0等等，更优选0.4～0.7。