本发明专利技术涉及粗对苯二甲酸加氢精制催化剂、催化剂的制备方法，以及粗对苯二甲酸加氢精制方法，主要解决现有技术中存在的催化剂活性低的问题，本发明专利技术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，所述活性组分为钯，钯的质量百分含量为催化剂干重的0.3~0.8%，其特征是所述载体为经氧化剂处理和氨基酸盐处理后的活性炭的技术方案，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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粗对苯二甲酸加氢精制催化剂、催化剂的制备方法，以及粗对苯二甲酸加氢精制方法。
技术介绍
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。 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。另外，活性组分钯在表面分布越均匀，钯的分散度越高，钯的利用率也越高。活性炭载体的表面性质影响着钯在载体表面的分布。主要是由于活性炭表面含有如醛基、自由电子等还原基团，极易使Pd离子还原成零价的金属Pd，在载体活性炭上难以均匀分布，从而导致制得的催化剂中金属Pd的分散度很低。美国专利但由于双氧水本身也具有氧化性，它可以将活性炭表面基团氧化，从而将改变载体的表面物理化学性质，即改变载体的表面基团结构，这有较强的不确定负面影响，会损害催化剂的其它性能，如载钯强度、催化剂寿命、选择性等。美国专利US 4,476,242则提出用甲醇或吡啶等有机溶剂来配制含Pd化合物的浸渍液，据称这对防止Pd的迁移及晶粒长大也非常有效，但生产过程使用甲醇或吡啶这种于人体有害有机化合物，无论从环境保护或劳动保护来讲都是不利的；美国专利US4476242也有类似的做法，它将钯盐溶入甲醇、醋酸乙酯、2-丁酮等溶剂中，然后负载到活性炭上，制备的催化剂钯微晶含量高，活性较高，但需要消耗大量的有机溶剂。 美国专利US3138560（PROCESS FOR PRODUCING PALLADIUM ON CARBON CATALYSTS）中提到用双氧水处理活性炭载体，但是得到的钯炭催化剂活性不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的催化剂活性低的问题，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，具有钯的利用率高，催化剂活性高的特点。 本专利技术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。 本专利技术所要解决的技术问题之三是采用技术问题之一所述催化剂的粗对苯二甲酸的精制方法。 为解决上述技术问题之一，本专利技术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，所述活性组分为钯，钯的质量百分含量为催化剂干重的0.3~0.8%，所述载体为经氧化剂处理和氨基酸盐处理后的活性炭。 上述技术方案中，所述的活性炭载体优选为煤质炭、木质炭或果壳炭。所述的果壳炭优选为椰壳炭。所述的椰壳炭比表面优选为800～1600ｍ2/g，孔容优选为0.35～0.80ml/g。 为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：上述技术问题之一的技术方案所述的催化剂的制备方法，包括一下步骤： （1）氧化剂水溶液处理活性炭；（2）水洗除去未反应的氧化剂，得到载体前体I；（3）用如通式（I）所示氨基酸盐的水溶液浸渍载体前体I； （I）其中R1和R2独立选自H、C1~C4的烷基或C1~C4的羟基取代烷基；R3为C1～C4的亚烷基；M选自碱金属、碱土金属或者NH4；n是结构中M与COO基团的摩尔比，当M为碱金属或者NH4时n=1，当M为碱土金属时n=0.5；（4）用水洗涤至洗涤液呈中性，得到催化剂载体； （5）步骤（4）得到的催化剂载体与含钯化合物溶液混合，得到催化剂前体i；（6）陈化，得到催化剂前体ii；（7）用还原剂将化合态钯还原为单质钯，得到催化剂前体iii；（8）水洗除去催化剂前体iii中的杂质，得到所述的催化剂。上述技术方案中，优选R1和R2同时为C1~C4的羟基取代烷基。 上述技术方案中，步骤（1）所述氧化剂没有特别限制但优选自硝酸、过硫酸铵、过硫酸碱金属盐中的至少一种了；最优选硝酸与过硫酸铵的混合物；或者最优选硝酸与过硫酸碱金属盐的混合物。步骤（1）中氧化剂水溶液的体积优选是活性炭体积的1.5~3倍；处理时间优选为0.5~2小时；氧化剂的浓度优选0.1~2wt%。 上述技术方案中，步骤（3）所述氨基酸盐的水溶液的体积优选为载体前体I体积的2~4倍，浸渍时间优选为0.5~3小时；所述氨基酸盐的水溶液的浓度优选为0.1~1.0wt%。 所述的含钯化合物优选自硝酸钯、醋酸钯、氯钯酸及其盐和二氯四氨合钯中至少一种。所述含钯化合物溶液优选为含钯化合物水溶液。钯占催化剂干重的质量百分含量优选0.4~0.6%。 上述技术方案中，步骤（6）所述陈化的时间优选为8~48小时。 关于步骤（7），还原剂和还原剂浓度、还原时间等具体还原条件不是本专利技术的技术关键，本领域技术人员知道怎样用还原剂将化合态钯还原为单质钯。例如所述的还原剂可选采用氢气、甲酸、甲醛或甲酸盐中至少一种还原。所述的甲酸盐可以是甲酸铵、甲酸的碱金属盐，而甲酸的碱金属盐中从经济上而言甲酸钠最常用。当采用甲酸钠为还原剂时，甲酸钠水溶液质量百分比浓度优选为5~10%，还原时间优选为0.5~8小时，甲酸钠水溶液的体积优选为催化剂前体iii的2~4倍。 为了解决上述技术问题之三，本专利技术的技术方案如下：粗对苯二甲酸加氢精制方法，以水为溶剂，以含4-CBA的粗对苯二甲酸和氢气为原料，在上述技术问题之一中任一项技术方案所述催化剂存在下进行反应，除去粗对苯二甲酸中的4-CBA。 上述技术方案中，反应压力优选6.5～8.5MPa，氢气分压优选0.5～1.0MPa，反应时间优选0.5～2小时、反应温度优选270～290℃。 本专利技术实施例和比较例的催化剂中钯含量采用ICP-AES测定。催化剂的活性评价条件： 反应容器： 2L不锈钢高压釜催化剂的用量： 2.0g粗对苯二甲酸量： 30.0g （其中4-CBA的含量为30000ppmw） 反应压力： 7.0MPa氢气分压： 0.5 MPa反应时间： 1.0小时反应温度： 280℃本专利技术催化剂的活性用加氢处理后得到的混合物中4-CBA的残留表示，测定方本文档来自技高网...
【技术保护点】
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，所述活性组分为钯，钯的质量百分含量为催化剂干重的0.3~0.8%，其特征是所述载体为经氧化剂处理和氨基酸盐处理后的活性炭。
【技术特征摘要】
1.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，所述活性组分为钯，钯的质量百分含量为催化剂干重的0.3~0.8%，其特征是所述载体为经氧化剂处理和氨基酸盐处理后的活性炭。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的活性炭载体为煤质炭、木质炭或果壳炭。
3.根据权利要求2所述的催化剂，其特征在于所述的果壳炭为椰壳炭。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的椰壳炭比表面为800～1600ｍ2/g，孔容为0.35～0.80ml/g。
5.权利要求1中所述的催化剂的制备方法，包括一下步骤：
（1）氧化剂水溶液处理活性炭；
（2）水洗除去未反应的氧化剂，得到载体前体I；
（3）用如通式（I）所示氨基酸盐的水溶液浸渍载体前体I；
（I）
其中R1和R2独立选自H、C1~C4的烷基或C1~C4的羟基取代烷基；R3为C1～C4的亚烷基；M选自碱金属、碱土金属或者NH4；n是结构中M与COO基团的摩尔比，当M为碱金属或者NH4时n=1，当M为碱土金属时...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖忠斌，畅延青，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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