[发明专利]氯乙酸生产用改性钯炭催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种氯乙酸生产用改性钯炭催化剂及其制备方法。

背景技术

氯乙酸是一种重要的有机合成原料，广泛应用于农药、医药、染料、CMC(羧甲基纤维素)、香料及其它有机反应的中间体。随着国内甲醇羰基化装置的相继建成，将为氯乙酸的生产提供优质而丰富的乙酸原料，用于易得的乙酸经氯化后可生成高纯度的氯乙酸，且能开发数十种紧俏的下游产品，发展前景十分广阔。国内氯乙酸大都采用乙酸直接氯化的方法制备，这种方法虽然工艺简单，但经结晶提纯之后，仍有10％～20％的氯乙酸母液产生，这不仅提高了生产成本，而且污染环境，从而降低了产品的竞争力。因此，如何有效的处理氯乙酸生产中产生的副产品，变废为宝成为人们研究的热点。活性炭负载的钯、铂催化剂能有效催化有机含卤化合物与氢气进行的加氢脱卤反应，国外已经采用对氯化以后的氯化液进行催化选择性加氢脱氯来制备高纯氯乙酸，这种工艺得到的产品质量高、原料消耗低，而且实现了母液的零排放。然而负载型的钯炭催化剂在选择性加氢脱氯制备高纯氯乙酸过程中存在着催化剂寿命短、反应时间较长、反应温度偏高等问题。这大大的提高了成本并且严重影响了催化剂有效推广。因此发明一种高寿命的钯炭催化剂，并能适用于实际工业生产的高纯氯乙酸则显得非常重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种具有高活性、高选择性和使用寿命长等优点的氯乙酸生产用改性钯炭催化剂。采用该催化剂进行选择性加氢脱氯制备高纯氯乙酸，氯化液经催化剂氢解脱卤后产品质量高，原料消耗低，同时实现了母液的零排放，有效的去除了有机含卤废物的排放，有利于保护环境。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种氯乙酸生产用改性钯炭催化剂，其特征在于，该催化剂由以下质量百分比的成分组成：活性组分0.5％～1.25％，金属助剂0.05％～1.0％，余量为载体；所述活性组分为金属钯，所述金属助剂为金属钡，所述载体为柱状活性炭。

上述的氯乙酸生产用改性钯炭催化剂，该催化剂由以下质量百分比的成分组成：活性组分0.7％～1％，金属助剂0.1％～0.8％，余量为载体。

另外，本发明还提供了该催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将柱状活性炭在温度为70℃～100℃的条件下用质量浓度为2％～10％的HNO₃加热回流2h～6h，然后将加热回流后的柱状活性炭洗涤至中性；

步骤二、将步骤一中经洗涤后的柱状活性炭加入硝酸钡水溶液中，常温下等体积浸渍后置于沸水浴中蒸干水分，然后置于烘箱中烘干，接着将烘干后的产物在温度为400℃～600℃，氮气气氛保护条件下热处理2h～5h，再将热处理后的产物置于马弗炉中，在温度为200℃～400℃条件下焙烧2h～5h，得到浸渍钡的柱状活性炭；

步骤三、将步骤二中所述浸渍钡的柱状活性炭加入钯盐水溶液中，常温下等体积浸渍后置于沸水浴中蒸干水分，然后在温度为400℃～600℃，氮气气氛保护条件下热处理2h～5h，冷却后用还原剂在温度不高于300℃的条件下还原2h～5h，得到改性钯炭催化剂；所述还原剂为氢气或氢气与氮气的混合气体，其中混合气体中氢气的体积含量为2％～10％，所述还原剂的气体流速为10mL/min～40mL/min。

上述步骤三中所述钯盐为氯化钯、硝酸钯或醋酸钯。

本发明的催化剂的另一种制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将柱状活性炭在温度为70℃～100℃的条件下用质量浓度为2％～10％的HNO₃加热回流2h～6h，然后将加热回流后的柱状活性炭洗涤至中性；

步骤二、将步骤一中经洗涤后的柱状活性炭加入钯盐水溶液中，常温下等体积浸渍后置于沸水浴中蒸干水分，然后置于烘箱中烘干，接着将烘干后的产物在温度为400℃～600℃，氮气气氛保护条件下热处理2h～5h，再将热处理后的产物置于马弗炉中，在温度为200℃～400℃条件下焙烧2h～5h，得到浸渍钯的柱状活性炭；

步骤三、将步骤二中所述浸渍钯的柱状活性炭加入硝酸钡水溶液中，常温下等体积浸渍后置于沸水浴中蒸干水分，然后在温度为400℃～600℃，氮气气氛保护条件下热处理2h～5h，冷却后用还原剂在温度不高于300℃的条件下还原2h～5h，得到改性钯炭催化剂；所述还原剂为氢气或氢气与氮气的混合气体，其中混合气体中氢气的体积含量为2％～10％，所述还原剂的气体流速为10mL/min～40mL/min。