一种氧化催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种氧化催化剂及其制备方法和应用，其中，该方法包括：将钯盐溶液与成型氧化铝载体进行第一接触，其中，钯盐溶液的pH值为1-3.5。按照本发明专利技术的方法制备氧化催化剂贵金属利用率高，并且得到的催化剂活性组分呈蛋壳型均匀分布，催化性能优越，特别是在温和反应条件下催化剂性能优越，本发明专利技术的催化剂特别适合于除去CO气体中的氢气，能够有效解决羰基合成工业中对CO气体的净化问题，可以将工业CO中的H2脱除至50-100ppm以下，满足羰基合成工艺中对CO气体纯度的要求具有良好的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氧化催化剂的制备方法，以及一种按照本专利技术的制备方法制备得到的氧化催化剂及其应用。
技术介绍
在Cl化工中，用煤或天然气代替石油乙烯经草酸酯合成乙二醇技术，被公认是当今原料路线最科学、资源利用最合理、明显优于石油路线的合成乙二醇技术，也明显优于Cl化学中的合成油和合成烯烃技术。据测算，如果全世界用石油乙烯生产的2，200万吨乙二醇都用这项技术进行生产，就相当于新开发成功一个年产5，500万吨规模以上石油的大庆油田，其产值近2，000亿元。结合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的资源现状，发展从煤出发制备乙二醇的技术有着重大的经济和社会效益。2009年初煤制乙二醇被列入国家石化产业调整和振兴规划，同年12月7日由中国科学院福建物质结构研究所联合江苏丹化集团和上海金煤化工公司开展技术攻关的世界首创20万吨煤制乙二醇工业示范项目打通流程，试车成功并生产出合格的乙二醇产品，标志着我国在世界上率先实现了煤制乙二醇成套技术的工业化应用。如果该项技术能够在国内得以推广应用，必将极大地缓解我国目前石油、乙烯和乙二醇供不应求的被动局面，促进能源和煤化工的技术进步，进而推动国民经济的协调、健康、稳定发展，保障我国的能源和国防安全。现有煤制乙二醇工业化装置大都采用草酸酯工艺，该工艺路线主要有三个反应步骤:①煤制水煤气经变压吸附分离得到CO原料气；? CO催化偶联合成草酸酯；③草酸酯催化加氢制乙二醇。其中CO催化偶联合成草酸酯的过程需要大量高度净化的CO原料气，而由水煤气变压吸附分离或深冷技术分离得到的工业CO原料气体不可避免带有一定量的H2残余，影响后续羰基合成反应。研究工作表明，用于羰基合成步骤的Pd系催化剂在H2含量较高的情况下存在临氢失活问题。李振花等(H2对CO气相催化偶联制草酸二乙酯反应的失活机理，化工学报，2003，54 (I ):59-63)对H2在CO气相催化偶联制草酸二乙酯反应中对催化剂的影响做了探讨，发现在同一反应温度下，合成气中H2含量越高，催化剂的活性越低，草酸二乙酯的选择性和空时收率越低，即使1%左右的H2残余也会严重影响步骤二中合成催化剂的性能。因此，如何方便经济地去除工业CO气体中少量H2从而获得符合后续反应要求的CO气体是发展羰基合成工业的一个重要技术难题。目前针对CO气体氧化脱氢的文献报道较少，而工业上用于CO脱氢的都是负载型贵金属催化剂，如CN101993073A公开的一种CO混合气体选择氧化除氢气的方法中，采用以含氢气的CO气体为原料，在反应温度为80-260°C，体积空速为100-10，00011_1，氧气/氢气摩尔比为0.5-10:1，反应压力为-0.08-5.0MPa的条件下，原料与贵金属催化剂接触，原料中的氢气被氧化为水，其中贵金属催化剂包括层状复合载体、活性组分和助剂，催化剂详细包括如下组份:(a)选自钼系金属中的至少一种为活性组分；(b)选自碱金属、碱土金属、IB、IIB、VB、VIIB、VII1、IIIA、IVA或镧系元素化合物中的至少一种为助剂；(c)由一种惰性载体的内核和结合在内核上的多孔涂层材料外壳组成的层状复合载体。迄今为止，大部分贵金属催化剂仍是采用浸溃法将贵金属活性组份负载在载体上制备而得，但该方法制得的催化剂负载不够均匀，贵金属用量高，活性组分容易团聚，这无形中增加了整个工艺流程的生产成本。针对目前贵金属催化剂制备过程中存在的问题以及日益高涨的贵金属市场价格，有必要开发一种贵金属利用率更高、催化性能更为优越、适用于脱除工业CO中微量氢气的催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于在现有技术的基础上提供一种贵金属利用率高，制备得到的催化剂催化性能优越，且能够在温和反应条件下催化去除氢气的氧化催化剂。为实现前述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种氧化催化剂的制备方法，其中，该方法包括:将钯盐溶液与成型氧化铝载体进行第一接触，其中，钯盐溶液的pH 值为 1-3.5。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了按照本专利技术的制备方法制备得到的氧化催化剂。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了按照本专利技术的制备方法制备得到的氧化催化剂在深度脱除工业CO中少量氢气中的应用。按照本专利技术的方法制备氧化催化剂贵金属利用率高，并且得到的催化剂活性组分呈蛋壳型均匀分布，催化性能优越，特别是在温和反应条件下催化剂性能优越，本专利技术的催化剂特别适合于除去CO气体中的氢气，能够有效解决羰基合成工业中对CO气体的净化问题，可以将工业CO中的H2脱除至50-100ppm以下，满足羰基合成工艺中对CO气体纯度的要求，具有良好的工业应用前景。本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【具体实施方式】以下对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种氧化催化剂的制备方法，其中，该方法包括:将钯盐溶液与成型氧化铝载体进行第一接触，其中，钯盐溶液的PH值为1-3.5。本专利技术中，第一接触的目的主要是将钯浸溃到载体上，因此对第一接触的方式无特殊要求，为了操作便捷，优选所述第一接触为等体积浸溃方式。本专利技术中，只要保证钯盐溶液的pH值在本专利技术的范围内即可实现本专利技术的目的，至于实现的形式可以多样化，例如可以采用酸性溶液进行PH值调节，针对本专利技术，优选采用稀盐酸调节pH值。根据本专利技术的制备方法，为了进一步提高氧化催化剂的催化性能，优选钯盐溶液的用量使得第一接触后的固体以干基计，钯的含量为0.1-1重量％。本专利技术中，对所述钯盐溶液的种类无特殊要求，针对本专利技术，优选所述钯盐溶液的溶剂基本为水，也可依据需要加入其他有机溶剂。本专利技术中，所述钯盐的种类的可选范围较宽，针对本专利技术，优选所述钯盐为硝酸钯、氯化钯和醋酸钯中的一种或多种。本专利技术中，所述成型氧化铝载体的形状可选范围较宽，针对本专利技术，优选所述成型氧化铝载体为氧化铝小球，更优选所述氧化铝小球的颗粒粒径为20-120目。根据本专利技术的方法，优选本专利技术的方法还包括:将第一接触后的成型氧化铝载体依次进行第一干燥和第一焙烧，得到第一固体，其中，优选第一干燥的条件包括:温度为50-150°C，优选为60-120°C，时间为4_20h，优选为5_12h，更优选为6_8h ;第一焙烧的条件包括:温度为300-700°C，优选为500-600°C，时间为3_15h，优选为5_12h，更优选为6_8h。根据本专利技术的方法，优选该方法还包括:将所述第一固体与金属M的盐溶液进行第二接触，所述金属M为II A族金属元素、I B族金属元素、V B族金属元素、VI B族金属元素、VDI族金属元素和镧系金属元素中的一种或多种。更优选所述金属M为Ba、Cu、Ag、Nb、Mo、W、Fe、Co、La、Sm和Ce中的一种或多种，进一步优选为Ba、Cu、Ag、Co和La中的一种或多种。本专利技术中，第二接触的目的主要是将金属M浸溃到载体上，因此对第二接触的方式无特殊要求，为了操作便捷，优选所述第二接触为等体积浸溃方式。根据本专利技术的方法，优选所述金属M的盐溶液的用量使得第二接触后的固体以干基计，金属M的含量为0.1-2重量％。根据本专利技术的方法，优选该方法还包括:将第二接触后的固体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：将钯盐溶液与成型氧化铝载体进行第一接触，其中，钯盐溶液的pH值为1‑3.5。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘智勇，慕旭宏，宗保宁，
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石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11