过氧化氢合成以及再生催化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种在将镁以及铈担载到活性氧化铝中并进行焙烧而对金属进行固定化之后再含浸钯并进行还原而获得的催化剂，可以在利用蒽醌法的过氧化氢的制造中适用于工作溶液的再生工程或加氢工程，从而达成高效的再生转换率或合成收率。换率或合成收率。换率或合成收率。

【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


[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。

技术介绍

[0002]过氧化氢(H2O2)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焙烧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]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对加氢过程进行催化的催化剂。尤其是，需要开发出一种可以通过对载体的气孔结构进行控制而对活性金属的分散度以及粒子进行调节的高效的催化剂。因此，本专利技术拟达成的技术课题在于制造出一种可以在过氧化氢的再生以及合成反应中使用的具有优秀的催化活性的催化剂，而且为了克服在重复使用时发生的问题即因为摩擦而导致的活性金属的损失以及催化剂失活的问题，提供一种耐久性以及活性稳定性得到改善的环状钯催化剂。
[0006]本专利技术人开发出了一种通过使得钯活性层以环状形态位于对气孔结构进行控制的载体的内部而提升活性金属在载体内的密度，并通过导入镁以及铈而提升钯粒子的分散度的催化剂。此外，虽然在再生工程中碳会沉积在催化剂内部，但是通过导入铈成分，可以完全去除催化剂内部的残留碳并将钯的分散度损失最小化，从而获得可以维持再生效率的
耐久性优秀的催化剂。此外，在所制造出的催化剂中，因为活性金属位于载体内部，因此可以通过对反应过程中的磨损所导致的活性金属的损失进行抑制而提升催化剂的耐久性。
[0007]本专利技术涉及一种不仅可以对利用蒽醌法的过氧化氢的制造工程中的加氢步骤进行催化，还可以改善工作溶液的再生效率的催化剂。
[0008]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γ氧化铝并焙烧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制造工程中作为作为加氢步骤的催化剂使用。
[0009]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，提供一种钯成分以环状形态分布到γ氧化铝粒子内部，且镁以及铈成分均匀地分布到γ氧化铝中的催化剂。非限制性地，根据本专利技术的催化剂是一种通过使得钯活性金属位于距离γ氧化铝载体表面的5～8μm之间而对其耐久性进行改善的环状形态，所述γ氧化铝具有6.0～9.0nm的气孔大小以及170～220m3/g的气孔体积。此外，钯在所述γ氧化铝载体中以0.023～0.071wt％/m2的活性密度存在，镁在所述γ氧化铝载体中以0.02～0.18wt％/m2的密度均匀存在，而铈在所述γ氧化铝载体中以0.001～0.008wt％/m2的密度均匀存在。此外，氯成分在所述γ氧化铝载体中以0.004～0.03wt％/m2的密度均匀存在。
[0010]在根据本专利技术的过氧化氢再生以及合成催化剂中，作为活性金属的钯在γ氧化铝载体中具有按照特定分布聚集的环状结构，γ氧化铝载体具有可供反应物以及生成物轻易通过的经过控制的内部气孔，而且可以通过在载体内导入镁以及铈而诱导钯的高分散化。根据本专利技术催化剂，可以通过抑制活性金属的凝聚并增加钯活性点数量而将反应活性极大化。此外，可以在利用硫化床反应器的催化剂反应中发生催化剂的物理性磨损时保持钯活性金属，因此具有高耐久性。
附图说明
[0011]图1是根据本专利技术的环状催化剂结构的概要图。
[0012]图2是用于对环状结构进行确认的扫描电子显微镜(SEM)以及电子探针X射线显微分析仪(EPMA)照片。
具体实施方式
[0013]接下来，将对本专利技术进行详细的说明。
[0014]本专利技术涉及一种在将镁以及铈担载到活性氧化铝中并进行焙烧而对金属进行固定化之后再含浸钯并进行还原而获得的催化剂，可以确认在将其适用于工作溶液的再生工程或加氢工程中时，可以达成有效的再生转换率或合成收率。本专利技术人通过对活性氧化铝的烧结温度进行调节而对载体的气孔结构以及作为活性物质的钯的担载结构进行控制，从而对钯的分散度进行调整。
[0015]实施例1
[0016]作为载体使用活性氧化铝，将勃姆石(制造企业：德国BASF，比表面积为270m2/g)以750℃进行焙烧之后使用。作为镁以及铈的前驱体使用了硝酸镁(Mg(NO3)2.6H2O)以及硝酸铈(Ce(NO3)3.6H2O)，而作为活性金属前驱体使用了四氯合钯酸(H2PdCl4)。
[0017]首先，将相当于催化剂整体重量的4.5％的硝酸镁以及相当于0.25％的硝酸铈混合到离子水中。将所制造出的镁
‑
铈复合溶液利用干湿法含浸到载体中。将担载有镁
‑
铈的组合物在空气环境下以550℃执行2小时的热处理过程，从而对金属进行固定。接下来，向200ml的水添加100g的担载有镁
‑
铈的氧化铝组合物，然后添加与催化剂的整体重量相比相当于1.0％的钯前驱体和相当于1.0％的过氧化氢以及相当于0.2％的HCl并在搅拌的同时升温至80℃，接下来在所述温度下维持30分钟。
[0018]催化还原过程是通过向担载有镁
‑
铈
‑
钯的复合体投入还原剂的方式执行。作为还原剂，使用了甲酸钠(NaCOOH)。为了在还原时使得Na被离子化并生成足够的氢气，将温度升温至60℃并在所述温度下维持1小时。
[0019]在所制造出的催化剂中，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。所完成的催化剂的Pd密度的计算结果为0.0556％/m2。
[0020]实施例2
[0021]除了将在实施例1中使用的载体在850℃下进行烧结处理之外，按照与实施例1相同的方法执行而制造出催化剂。相应催化剂呈现出了与实施例1相同的环状结构体。所制造出的催化剂的Pd密度的计算结果为0.0714％/m2。
[0022]实施例3
[0023]将在实施例1中使用的载体在1,000℃下进行烧结处理之后本文档来自技高网...

【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，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，钯成分与γ氧化铝载体表面相隔一定距离并以环状分布，而镁以及铈成分均匀地分布到所述γ氧化铝载体内部。2.一种催化剂，作为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，钯成分与γ氧化铝载体表面相隔一定距离并以环状分布，而镁以及铈成分均匀地分布到所述γ氧化铝载体内部。3.根据权利要求1或权利要求2所述的催化剂，所述氧化铝具有6.0～9.0nm的气孔大小以及170～222m3/g的比表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜东君，金浩东，崔贤雅，刘英山，徐正民，
申请(专利权)人：喜星触媒株式会社，
类型：发明
国别省市：