过氧化氢合成以及再生催化剂及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种利用蒽醌法制造过氧化氢以及再生工作溶液的催化剂及其制造方法，公开一种钯、镁以及铈成分被均匀地分布到氧化铝中，或钯成分以环状形态分布到氧化铝球体而镁以及铈成分被均匀地分布到氧化铝中的催化剂及其制造方法。及其制造方法。及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过氧化氢合成以及再生催化剂及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种利用蒽醌法制造过氧化氢以及再生工作溶液的催化剂及其制造方法。

技术介绍

[0002]过氧化氢(H
202
)是在如抛光剂、消毒剂、医药品以及氧化剂等多种领域使用的化学制品。过氧化氢是通过利用氢气以及氧气的直接合成法以及利用蒽醌(anthraquinone)系列化合物连续执行加氢以及氧化工程的蒽醌法进行制造。接下来将对蒽醌法进行简单的描述。
[0003][0004]过氧化氢可以通过对向烷基蒽醌(通常被称之为2
‑
乙基
‑
蒽醌、EAQ)溶解到适当的有机溶剂中而获得的工作溶液(working solution)反复执行加氢和氧化的方式进行制造。在重复执行如上所述的加氢以及氧化工程时，作为副产物的四氢蒽醌等将被蓄积在工作溶液中，而且会在催化剂上发生焦炭沉积，从而导致过氧化氢的制造以及再生效率的下降。尤其是，在将作为副产物的四氢蒽醌(THAQ)再生为蒽醌时，可以采用在工作溶液中使用通过在40～150℃的温度下将镁担载到活性氧化铝中并在烧制之前利用氨进行处理而获得的催化剂的技术(公开编号10
‑
2009
‑
0006733)。

技术实现思路

[0005]技术问题
[0006]但是，目前仍然需要开发出一种可以在改善再生效率的同时在过氧化氢的制造中促进加氢过程的催化剂。本专利技术在对蒽醌法进行研究开发的过程中，确认在向含浸有镁以及铈的氧化铝载体担载钯时与未添加铈的催化剂相比，不仅可以提升其再生效率，还可以在蒽醌法中改善加氢效率，从而完成了本专利技术。此外，还确认在添加铈时其氧气吸附量会增加，因此有利于催化剂的再生。
[0007]技术方案
[0008]本专利技术涉及一种不仅可以促进利用蒽醌法的过氧化氢的制造工程中的加氢步骤，
还可以改善工作溶液的再生效率的催化剂及其制造方法。
[0009]本专利技术人了解到，当在工作溶液的再生中使用通过将镁以及铈担载到活性氧化铝并烧制之后含浸靶并经过还原而获得的催化剂时，可以有效地实现再生转化。本专利技术人还惊人地发现，所述催化剂还可以在蒽醌法的过氧化氢的制造工程中作为作为加氢步骤的催化剂使用。
[0010]本专利技术作为利用包括加氢步骤的蒽醌法制造过氧化氢时在加氢步骤中适用的催化剂或用于对利用蒽醌法制造过氧化氢时所使用的工作溶液进行再生的催化剂，提供一种钯、镁以及铈成分被均匀地分布到氧化铝中，或钯成分被分布到氧化铝核心而镁以及铈成分被均匀地分布到氧化铝中的催化剂。此外，本专利技术作为催化剂的制造方法，提供一种利用镁以及铈水溶液对活性氧化铝进行含浸处理并烧制之后利用钯水溶液进行处理而担载钯成分的催化剂制造方法，非限制性地，在本专利技术中含浸到所述活性氧化铝中的镁以及铈的含量与含浸有镁以及铈的活性氧化铝的重量相比可以分别为1～10重量％以及0.10～0.25重量％，而所述烧制之后担载的钯含量与担载之后的催化剂的重量相比可以是0.1～10重量％。
[0011]有益效果
[0012]通过本专利技术的加氢催化剂，可以改善反应性以及耐久性并借此提升蒽醌法的整体效率，而且可以通过再生催化剂防止蒽醌或有机溶剂发生劣化并将无法生成过氧化氢的副产物选择性地再生为有效的蒽醌。
附图说明
[0013]图1对在实施例中制造的催化剂粉末(D90＝150μm)进行了图示。
[0014]图2是粉末内的成分分布图，镁以及铈被均匀分布到载体内部，而钯则主要呈现出了与载体外廓相距一定间隔并以10μm至20μm的厚度分布的环状(ring)结构体。
[0015]图3是适用实施例的另一结构的粉末成分分布图，镁以及铈被均匀分布到载体内部，且钯也均匀分布到整个催化剂中。
[0016]图4是适用本专利技术的催化剂的蒽醌加氢评估结果。
[0017]图5对适用本专利技术的催化剂中添加铈时的程序升温氧化(TPO)结果进行了图示。
具体实施方式
[0018]接下来，将对本专利技术进行详细的说明。
[0019]本专利技术涉及一种在通过将镁以及铈担载到活性氧化铝并烧制之后含浸靶并经过还原而获得的催化剂及其制造方法，已确认在将其适用于工作溶液的再生以及蒽醌制造工程中的加氢步骤时，可以有效地实现再生转化以及加氢。接下来，将对本专利技术的特征步骤进行说明。
[0020]1)在作为载体的活性氧化铝中担载镁以及铈的步骤
[0021]制造相当于载体所具有的总气孔体积的Mg
‑
Ce络合物，并利用担载法将其含浸到载体中。在含浸之后通过在空气(Air)环境下使氧化铝流动而执行均质化过程，从而使得载体内的金属浓度变得相同，接下来在100～150℃下执行24小时的干燥过程。在干燥之后在空气(Air)环境下以200～400℃第一次去除有机物以及氮氧化物之后，在500～700℃执行
烧制过程。当在热处理步骤中以500℃以下的温度进行热处理时，则可能会导致担载金属不会转化成金属氧化物质的问题，而当在以700℃以上的温度进行热处理时，则可能会因为金属之间发生凝聚而导致催化剂活性降低的问题。含浸到活性氧化铝中的镁以及铈的含量与烧制之后的含浸有镁以及铈的活性氧化铝的重量相比可以分别为1～10重量％以及0.10～0.25重量％，当镁含量为下限值以下时，可能会导致催化剂的耐久性以及热血稳定性下降的问题，而当镁含量为上限值以上时，可能会导致活性物质即钯的分散度下降的问题。此外，当铈的含量为下限值以下时，可能会导致催化剂再生时的效率下降的问题，而当铈的含量为上限值以上时，反而可能会导致催化剂活性下降的问题。
[0022]2)向镁
‑
铈
‑
氧化铝的复合氧化物担载钯活性金属的步骤
[0023]将1％重量的饱和钯络合剂水溶液对所述镁
‑
铈
‑
氧化铝的复合氧化物进行处理并借此担载到载体中，接下来通过对其进行还原而获得最终催化剂。利用钯水溶液的担载温度为50～80℃并进行30分钟～20小时的处理为宜，而在还原时以40～70℃的温度进行30分钟～20小时的处理为宜。所担载的钯含量与担载之后的催化剂的重量相比可以是0.1～10重量％。当所担载的钯含量小于0.1重量％时，可能会导致初期性能下降以及耐久性减少的问题，而当所担载的钯含量大于10重量％时，可能会因为钯粒子之间的凝聚现象而导致分散度降低以及活性下降的问题。
[0024]接下来，将对具体的示例进行记载。
[0025]实施例1
[0026]作为在实施例1中使用的载体，使用了γ氧化铝，在以600℃对勃姆石(制造企业：德国BASF，比表面积：250m2/g，气孔体积：0.55cm3/g，平均气孔大小：8.6nm)进行烧制后使用。烧制之后的氧化铝为γ相，其比表面积为180m2/g。
[0027]作为镁前驱体使用了硝酸镁(Mg(NO3)2.6H2O)，作为铈的前驱体使用了硝酸铈(Ce(NO3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种催化剂，其特征在于：作为利用包括加氢步骤的蒽醌法制造过氧化氢时在加氢步骤中适用的催化剂，钯、镁以及铈成分被均匀地分布到氧化铝中，或钯成分以环状形态分布到氧化铝球体而镁以及铈成分被均匀地分布到氧化铝中。2.一种催化剂，其特征在于：作为用于对利用蒽醌法制造过氧化氢时所使用的工作溶液进行再生的催化剂，钯、镁以及铈成分被均匀地分布到氧化铝中，或钯成分以环状形态分布到氧化铝球体而镁以及铈成分被均匀地分布到氧化铝中。3.根据权利要求1或权利要求2所述的催化剂，其特征在于：所述环状形态与氧化铝球体表面相距5～8
㎛
并以10～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜东君，李英浩，刘荣山，
申请(专利权)人：喜星触媒株式会社，
类型：发明
国别省市：