一种催化降解六氯苯的方法技术

本发明专利技术公开了一种催化降解六氯苯的方法，该方法为：一、将催化剂装填于固定床反应器中，对催化剂进行还原处理；二、将六氯苯蒸汽和预热的氢气混合均匀得到混合气，待还原处理结束后向固定床反应器中通入混合气，在催化剂上进行催化加氢脱氯反应，得到苯蒸汽、氯化氢气体和未反应的氢气的混合气体；三、将苯蒸汽、氯化氢气体和未反应的氢气的混合气体送入冷凝器中冷凝，使苯转化为液态，然后将混合气体中的氯化氢气体和未反应的氢气送入吸收塔中用氨水吸收氯化氢，将未反应的氢气经压缩机压缩后返回循环使用。采用本发明专利技术的方法催化加氢降解六氯苯时不需要添加溶剂，并且副产苯和氯化铵，能够达到污染物的零排放，是一种高效降解六氯苯的绿色工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化加氢
，具体涉及。
技术介绍
芳香氯化物在工业上有着非常广泛的应用，但又是危害人类健康的有毒物质，由于其结构稳定性高，在自然界中难以降解，因此世界各国的研究人员都在努力探索含卤有机污染物的高效脱毒方法。六氯苯是12种持久性有机污染物(POPs)之一。六氯苯具有完全对称的结构，而且氯取代数多，毒性大，降解非常困难。据调查，国内每年在化工生产过程中至少产生600吨六氯苯，被封存的六氯苯废物存在泄漏和扩散的风险，对周边生态环境安全存在巨大隐患。六氯苯通常是采用简单的焚烧法处理，焚烧过程中可能产生二噁英，对环境造成较大的危害。因此积极寻求高效环保的六氯苯处理方法具有非常重要的意义。董玉环等人制了备了一种新型双负载双金属催化剂=PVP-PdCl 2-MnXm/MontK10-PEG400，采用氢转移法对水相中的六氯苯进行催化脱氯，反应条件温和，能够使六氯苯转化率达到100 %，但是催化剂制备过于复杂，难以大量生产，反应后分离困难，贵金属回收困难，反应时间相对较长，由于六氯苯在水相中的溶解度低，所以单位时间内六氯苯的处理量也少。肖勇等人论述了近年来六氯苯降解及去除方法的研究进展，国内外学者们主要通过以下方法展开了对六氯苯降解的研究，如:光催化氧化、微生物降解、辐照法、电化学法和催化加氢法，这些方法对六氯苯的降解都有一定的作用，然而多数方法仍然停留在实验室和理论研究阶段，由于各方面原因和困难，目前还没有能够适合实际应用的方法。中国专利201010281630.2专利技术了一种磷化镍催化剂用于氯苯类化合物加氢脱氯的方法，采用固定床反应器实现了 3个氯以下的氯苯类化合物的连续脱氯反应，催化剂改性后提高了转化率，取得较好的结果，然而Ni催化剂存在一定的不安全性，催化剂的稳定性还有待考察。另外，六氯苯的稳定性较高，该催化剂不一定适合六氯苯的催化加氢脱氯反应。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供。采用该方法催化降解六氯苯，处理量大，六氯苯完全转化，六氯苯的摩尔转化率为100%，产物苯和氯化氢的选择性均为100%，产物分离纯化操作简单且能耗低，并且产品中不掺杂毒害离子；催化加氢降解六氯苯时不需要添加溶剂，并且副产苯和氯化铵，能够达到污染物的零排放，是一种高效降解六氯苯的绿色工艺。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:，其特征在于，该方法包括以下步骤:步骤一、将催化剂装填于固定床反应器中，在室温下向装填有催化剂的固定床反应器中通入氮气至固定床反应器中的空气排净，然后向固定床反应器中通入氮气稀释的还原性气体，以0.1°C /min?2V /min的升温速率将固定床反应器的温度升至280°C?4500C，保温2h?IOh对催化剂进行还原处理；所述催化剂包括Al2O3载体，负载于Al2O3载体上的活性组分和助剂，催化剂中活性组分的质量百分含量为0.05 %?3%，助剂的质量百分含量为0.01%?2.5%，所述活性组分为Pt、Pd、Ag、Ru或Rh，所述助剂为Na、K、Mg、Ba、Sn或Fe ;氮气稀释的还原性气体中还原性气体的体积百分含量为3%?10% ;氮气稀释的还原性气体的流量与催化剂的质量之比为(3?20):1，其中流量的单位为mL/min，质量的单位为g ；步骤二、将六氯苯蒸汽和预热至150°C?260°C的氢气混合均匀得到混合气，待步骤一中所述还原处理结束后停止通入氮气稀释的还原性气体，同时向固定床反应器中通入所述混合气，在反应温度为280°C?450°C的条件下，在催化剂上进行催化加氢脱氯反应，得到苯蒸汽、氯化氢气体和未反应的氢气的混合气体；步骤三、将步骤二中所述苯蒸汽、氯化氢气体和未反应的氢气的混合气体送入冷凝器中进行冷凝，使混合气体中的苯蒸汽转化为液态，然后将混合气体中的氯化氢气体和未反应的氢气送入吸收塔中，用氨水吸收氯化氢气体，最后将未反应的氢气经压缩机压缩后返回步骤二中循环使用。上述的，步骤一中所述催化剂中活性组分的质量百分含量为0.1%?1.5%，助剂的质量百分含量为0.05%?1.5%。上述的，所述催化剂中活性组分的质量百分含量为0.2%?0.4%，助剂的质量百分含量为0.2%?1.0%。上述的，步骤一中所述Al2O3载体为Y-Al2O3, Al2O3载体的粒径为0.5mm?3mm,比表面积为150m2/g?280m2/g。上述的，步骤一中所述还原性气体为氢气。上述的，步骤二中所述六氯苯蒸汽和氢气的摩尔比为1: (5?100),所述六氯苯蒸汽的质量空速为0.05g/gcat/hr?0.6g/gcat/hr。上述的，步骤二中所述六氯苯蒸汽在固定床反应器中的停留时间为Imin?lOmin。上述的，步骤二中所述反应温度为320°C?400°C。上述的，步骤三中所述冷凝器的冷凝温度为-30°C?(TC。上述的，步骤三中所述氨水的体积为六氯苯蒸汽体积的6.5?13倍。本专利技术采用的催化剂的制备方法为:步骤一、将活性组分的前驱体和助剂的前驱体溶解于无机酸中并混合均匀，得到溶液A，调节溶液A的pH值为0.1?4.0 ;所述活性组分的前驱体为活性组分的盐酸盐或活性组分的硝酸盐，助剂的前驱体为助剂的盐酸盐、助剂的硝酸盐或助剂的碳酸盐；所述无机酸为质量浓度为5%?10%的盐酸、质量浓度为5%?10%的硝酸或质量浓度为5%?10 %的硫酸；步骤二、将Al2O3载体置于处理液中，在50°C?98°C下浸泡0.5h?4h ;所述处理液为柠檬酸水溶液、柠檬酸钠水溶液、氨水、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，处理液的质量浓度为0.01%?10% ；步骤三、将步骤二中经浸泡后的Al2O3载体取出并置于步骤一中调节pH值后的溶液A中，然后在40°C?80°C的加热条件下搅拌8h?15h后烘干，得到样品；步骤四、将步骤三中所述样品置于马弗炉中，在温度为400°C?600°C的条件下焙烧2h?12h，得到降解六氯苯的催化剂。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、本专利技术的方法可以高效地降解六氯苯，通过催化加氢脱氯使六氯苯完全转化为苯和氯化氢，再用氨水吸收副产物氯化氢，从而副产氯化铵，采用的催化剂单次寿命达400h以上，催化剂可再生，再生30次后仍然具有较高的催化活性。2、本专利技术采用固定床反应器，能够连续催化加氢降解六氯苯，反应条件温和且易于控制。3、采用本专利技术方法催化降解六氯苯，处理量大，六氯苯完全转化，六氯苯的摩尔转化率为100%，产物苯和氯化氢的选择性均为100%，产物分离纯化操作简单且能耗低，并且产品中不掺杂毒害离子。4、采用本专利技术的方法催化加氢降解六氯苯时不需要添加溶剂，并且副产苯和氯化铵，能够达到污染物的零排放，是一种高效降解六氯苯的绿色工艺。下面通过实施例，对本专利技术技术方案做进一步的详细说明。【具体实施方式】本专利技术所采用的催化剂及其制备方法通过以下实施例1至实施例13进行描述:实施例1本实施例的催化剂包括Al2O3载体，负载于Al2O3载体上的活性组分Pt和助剂Na ；所述催化剂中活性组分Pt的质量百分含量为0.1%，助剂Na的质量百分含量为2.5% ;所述Al2O3载体为Y -Al2O3, Al2O3载体的粒径为3mm，比表面积为150m2/g。催化剂的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化降解六氯苯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将催化剂装填于固定床反应器中，在室温下向装填有催化剂的固定床反应器中通入氮气至固定床反应器中的空气排净，然后向固定床反应器中通入氮气稀释的还原性气体，以0.1℃/min～2℃/min的升温速率将固定床反应器的温度升至280℃～450℃，保温2h～10h对催化剂进行还原处理；所述催化剂包括Al2O3载体，负载于Al2O3载体上的活性组分和助剂，催化剂中活性组分的质量百分含量为0.05％～3％，助剂的质量百分含量为0.01％～2.5％，所述活性组分为Pt、Pd、Ag、Ru或Rh，所述助剂为Na、K、Mg、Ba、Sn或Fe；氮气稀释的还原性气体中还原性气体的体积百分含量为3％～10％；氮气稀释的还原性气体的流量与催化剂的质量之比为(3～20):1，其中流量的单位为mL/min，质量的单位为g；步骤二、将六氯苯蒸汽和预热至150℃～260℃的氢气混合均匀得到混合气，待步骤一中所述还原处理结束后停止通入氮气稀释的还原性气体，同时向固定床反应器中通入所述混合气，在反应温度为280℃～450℃的条件下，在催化剂上进行催化加氢脱氯反应，得到苯蒸汽、氯化氢气体和未反应的氢气的混合气体；步骤三、将步骤二中所述苯蒸汽、氯化氢气体和未反应的氢气的混合气体送入冷凝器中进行冷凝，使混合气体中的苯蒸汽转化为液态，然后将混合气体中的氯化氢气体和未反应的氢气送入吸收塔中，用氨水吸收氯化氢气体，最后将未反应的氢气经压缩机压缩后返回步骤二中循环使用。...

【技术特征摘要】
1.一种催化降解六氯苯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、将催化剂装填于固定床反应器中，在室温下向装填有催化剂的固定床反应器中通入氮气至固定床反应器中的空气排净，然后向固定床反应器中通入氮气稀释的还原性气体，以0.rc /min~2V /min的升温速率将固定床反应器的温度升至280°C~450°C，保温2h~IOh对催化剂进行还原处理；所述催化剂包括Al2O3载体，负载于Al2O3载体上的活性组分和助剂，催化剂中活性组分的质量百分含量为0.05%~3%，助剂的质量百分含量为0.01 %~2.5%，所述活性组分为Pt、Pd、Ag、Ru或Rh，所述助剂为Na、K、Mg、Ba、Sn或Fe ;氮气稀释的还原性气体中还原性气体的体积百分含量为3%~10% ;氮气稀释的还原性气体的流量与催化剂的质量之比为(3~20):1，其中流量的单位为mL/min，质量的单位为g ; 步骤二、将六氯苯蒸汽和预热至150°C~260°C的氢气混合均匀得到混合气，待步骤一中所述还原处理结束后停止通入氮气稀释的还原性气体，同时向固定床反应器中通入所述混合气，在反应温度为280°C~450°C的条件下，在催化剂上进行催化加氢脱氯反应，得到苯蒸汽、氯化氢气体和未反应的氢气的混合气体； 步骤三、将步骤二中所述苯蒸汽、氯化氢气体和未反应的氢气的混合气体送入冷凝器中进行冷凝，使混合气体中的苯蒸汽转化为液态，然后将混合气体中的氯化氢气体和未反应的氢气送入吸收塔中，用氨水吸收氯化氢气体，最后将未反应的氢气经压缩机压缩后返回步骤二中循环使用。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：张之翔，王树华，林涛，周强，万克柔，程杰，杨仲苗，吴奕，文永忠，王鹏宝，
申请(专利权)人：西安凯立化工有限公司，巨化集团技术中心，
类型：发明
国别省市：陕西;61