[发明专利]一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法和应用

说明书

本发明提供一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法和应用，所述铜铁复合氧化物催化剂的制备方法是将γ‑Al₂O₃浸渍在Cu(NO₃)₂和Fe(NO₃)₃的混合溶液中，再转移至具有搅拌装置的煅烧炉中边搅拌边煅烧，得到铜铁复合氧化物催化剂。该铜铁复合氧化物催化剂应用在对炔二醇生产过程中产生的尾气催化氧化处理上。本发明通过将铜铁复合氧化物催化剂应用于炔二醇合成反应的尾气，催化氧化效率高，反应过程中无污染，反应催化剂可循环使用，生产过程安全，反应温度易控，成本廉价，易工业化生产，有效解决了炔二醇合成反应的尾气处理问题，以应对国家、行业等对于工业VOCs排放要求，实现该炔二醇项目的绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种催化剂制备和应用技术，具体涉及一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法和应用。

背景技术

目前，生产炔二醇一般采用改良Reppe、淤浆床或悬浮床工艺在常压或者低压条件下进行反应。以乙炔和甲基酮为原料，以甲基叔丁基醚为溶剂，在大量的KOH催化作用下，发生Reppe反应，所产生的炔二醇物料黏稠。其反应过程中使用的溶剂和反应气乙炔过量。产生较多的尾气，其尾气以甲基叔丁基醚为主，以及乙炔和甲基酮等。这几种成分的存在使得炔二醇生产尾气处理存在以下诸多难度：

其一，甲基叔丁基醚(MTBE)是一种无色透明、具有醚类所特有气味的液体，由于甲基叔丁基醚的高水溶性、低土壤吸附性，其一旦由于泄漏等原因进入环境中后，能迅速渗透到地下水中，随着地下水的流动而扩散，这对以地下水为饮用水源的地区安全造成严重威胁。甲基叔丁基醚在水中具有高溶解性(51g/L)，普通方法很难将其从水中萃取出来，目前去除水中MTBE的物理化学方法主要包括以下几种：吹脱法、吸附法、膜过滤法、生物治理法等。但由于以上方法的成本、处理规模等条件的限制，使其难以有效处理天然水体中痕量的MTBE。

其二，乙炔为无色芳香气味的易燃气体，在空气中爆炸极限为2.3％-72.3％(vol)。受热、震动、电火花等因素都可以引发猛烈爆炸。

其三，尾气中的总挥发性有机化合物(TVOC)含量较高，TVOC是熔点低于室温而沸点在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称。据统计，2015年我国的VOCs总排放量达到了2500万吨，其中以化工为主的工业源排放最多，占43％；交通源约占28％；生活源和农业源占15％和14％。加强工业源和交通源中重点行业VOCs减排，成为“十三五”期间VOCs治理的工作重点。

因此，必须开发出炔二醇生产尾气的有效处理方法，一方面要达到国家对行业的排放标准，另一方面也降低该尾气处理的成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法和应用，该催化剂尺寸均一、分散均匀，制备原料来源广泛，成本低廉，制备过程安全易控，可以进行规模化生产。此外，该催化剂应用于炔二醇生产尾气的处理效果优异，适用于炔二醇的工业化生产过程。本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法，是将γ-Al₂O₃浸渍在Cu(NO₃)₂和Fe(NO₃)₃的混合溶液中，再转移至具有搅拌装置的煅烧炉中边搅拌边煅烧，得到铜铁复合氧化物催化剂。

进一步的，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将γ-Al₂O₃浸渍在Cu(NO₃)₂和Fe(NO₃)₃的混合溶液中，并在混合溶液中加入N-甲基吡咯烷酮混匀；