[发明专利]一种对苯二胺类防老剂合成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，具体涉及一种高选择性、高活性态强度的对苯二胺类防老剂合成催化剂的制备方法及用途。

背景技术

共沉淀法生产的催化剂，其活性组分含量高，应用广泛，主要用于气、固两相反应中，一些气—液—固多相反应中也有应用，如防老剂IPPD、6PPD、液相丁辛醇等气、液、固多相反应中。

由于结构的原因，共沉淀法所生产的催化剂，在用于上述气—液—固多相反应中，有一个突出的问题，在生产过程中，液体的浸泡以及液相物料在催化剂床层汽化张力，使得催化剂容易粉化。粉化后的催化剂灰分会混入液相产品中，影响产品质量，催化剂也因粉化而造成大量流失，甚至塌床，极大地缩短了催化剂的使用寿命。

催化剂的结构强度好坏，一般可以通过考察其用前、用后强度，根据使用后强度下降比例来评价，可以用“强度下降率”来表示。催化剂的强度变化主要有三个节点，第一，压片时的控制强度，即用前强度；第二，活化后经历物相变化，结构上发生本质改变后的强度，即活性态强度；第三，催化剂钝化卸出后的强度，即钝化后强度。

试验发现，6PPD生产中所使用的催化剂，检验中用前、钝化后强度都很好的情况下生产中依然会出现粉化，可见催化剂压片强度和钝化卸出后的强度都不能客观反映催化剂在使用过程中的强度。催化剂使用中的强度，应该是活性态强度，活性态强度能客观评价催化剂的使用寿命。为准确说明催化剂活性态强度，该发明对活性态强度进行了定义：以催化剂活化后或活性检测后，不经钝化，在溶剂保护下测得的强度，为活性态强度。并依据该定义测定、计算活性态强度，进而得出活性态强度下降率。一般共沉淀法制备的催化剂活性态强度降在气固相反应中约为30%～60%，气液固相反应中约为70%～80%，活性态强度降超过80%就有粉化的危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，依据共沉淀法制备催化剂的结构和活性机理，制备一种在气—液—固多相反应中高选择性、高活性态强度的催化剂，解决共沉淀法生产的催化剂在含液相环境中使用时易于粉化的问题，拓宽共沉淀法生产的催化剂应用领域。

本发明方法的主要技术方案：采用共沉淀法制备催化剂，其特征是在沉淀时投放晶核，用于沉淀附着，加入结构助剂，改变晶体粒子间团聚结构，从而制备出耐浸泡、耐湍流、耐压力波动，活性态强度高的催化剂，活性态强度相对于压片强度下降率小于50%，具有抗粉化特性。

一般地，本发明催化剂采用共沉淀的制备方法，将浓度0.2M~1.8M的可溶性金属盐溶液先后与晶核、浓度为0.2M~1.0M的结构助剂、浓度0.5M~2.2M的碱性溶液沉淀剂相混合，共沉淀出不溶性的金属盐混合物，经老化、过滤得到催化剂母体，再经干燥、焙烧形成金属氧化物混合物，最后压制成型。

所述的可溶性金属盐为硝酸盐；沉淀时加入的晶核是Zr、Al、Si中的一种或几种氧化物；助剂是Ca、Mg、Ni、Co、Si中的一种或几种可溶盐；沉淀温度10℃~70℃，沉淀过程的pH值为2.0~7.5，沉淀后进行热处理的温度控制在60~380℃。催化剂可以是柱状或其他适宜的形状。

本发明催化剂的主要成分是铜、锌、铝，铜锌摩尔比为0.7~1.6∶1，并且铝铜摩尔比为0.12~0.30：1，比表面积为30.0~80.0m²/g，孔容积为0.05~0.16ml/g。最好的比表面积为40.0~50.0 m²/g，孔容积为0.11~0.16ml/g。

    可溶性金属盐的沉淀过程是：将金属盐溶液配成一定浓度的工作盐溶液，溶液浓度为0.2M~1.8M，最好是0.2M~1.0M；结构助剂浓度为0.2M~1.0M；碱配成一定浓度的沉淀剂溶液，溶液的浓度为0.5M~2.2M，最好为0.9M~1.5M；沉淀温度为10℃~70℃，最好为30℃~70℃；金属盐溶液在加热保温条件下分别与结构助剂、碱溶液混合并且搅拌，生成沉淀物后，去除上层清液得到沉淀物，经干燥得到催化剂母体。

上述沉淀的混合过程是在沉淀反应温度下将沉淀剂加入到工作盐溶液中，或将工作盐溶液加入到沉淀剂中，也可同时将一定温度的沉淀剂和工作盐混合并搅拌，在混合沉淀前、过程中或沉淀后，需要加入结构助剂，改变沉淀形成机制，得到特殊结构的沉淀，在此基础上制备的催化剂用后活性态强度下降率≤50%。