[发明专利]一种氮化铝负载的金属氧化物催化剂的再生方法

说明书

本发明提供了一种氮化铝负载的金属氧化物催化剂的再生方法，依次使用氢气再生、纯苯清洗、CO₂超临界萃取对催化剂进行处理，然后加入二氧化硅溶胶进行再生。该再生方法可以在低温进行，避免了传统高温再生对催化剂结构的影响，同时可以有效地减少去除催化剂上复杂组分的积碳，提高催化剂活性。

技术领域

本发明涉及催化剂再生领域，尤其涉及一种催化邻苯二酚与甲醇生成愈创木酚的氮化铝负载的金属氧化物催化剂的再生方法。

背景技术

愈创木酚(英文名称o-methoxy-phenol)，又称邻甲氧基苯酚，存在于自然界的木材的干馏油中，工业上主要作为香料的原料，同时也在农业、医药行业有重要应用。愈创木酚有多条生产工艺，其中邻苯二酚和甲醇的醚化反应是目前最为环保、极具竞争力的生产工艺。

由于邻苯二酚的不稳定性，在催化剂的作用下很容易生成积碳，覆盖在催化剂上，且随着反应时间的延长积碳量会逐渐增多，覆盖住活性位点。

专利CN112642455A公开了一种氮化铝负载的金属氧化物催化剂，长周期运行后我们发现催化剂上会存在大量积碳，性能出现下降。为了恢复催化活性，需要对催化剂进行再生处理。实验发现，氮化铝负载的金属氧化物催化剂上的积碳组分种类较为复杂，有烷基化，醚化、苯环多聚、甲醇结焦等形成的多种积碳。目前只能采用传统的空气再生方式，在600℃以上高温下才能完全除去积碳。然而催化剂制备温度在500℃以下，600℃以上的高温对催化剂结构有很大的破坏，大大降低催化性能。因此亟需开发出一种适合氮化铝负载的金属氧化物催化剂低温再生的方法。

发明内容

本发明的目的是为了寻找一种适合氮化铝负载的金属氧化物催化剂低温再生的方法，避免传统高温再生对催化剂的破坏。

为实现本发明的目的，本发明采用的方案如下：

一种氮化铝负载的金属氧化物催化剂的再生方法，包括以下步骤：

(1)使用氢气对催化剂进行再生，其中氢气可采用氢气与氩气的混合气体，氢气在混合气体中的质量分数为10％-100％，再生压力为0.5-5MPa,再生温度为200℃-350℃，氢气的质量空速为0.3-3h^-1，反应时间为1-4h。低温氢气再生可首先将催化剂表面的一部分焦油裂化分解为小分子化合物。

(2)催化剂在纯苯溶剂下冲洗，除去溶解的小分子化合物。

优选的，苯的质量空速为0.5-5h^-1，温度为64-100℃，压力为1.0-3.6barA，冲洗时间为5-10h。

(3)使用CO₂超临界萃取，将溶剂难以溶解的焦油部分萃取出来。

优选的，所述超临界萃取采用循环萃取的方式，温度为35-45℃，压力为30-40MPa(a)。

(4)向催化剂中加入二氧化硅溶胶，溶胶质量为催化剂质量的5-10倍，常温下搅拌5-10h。二氧化硅溶胶优选为纳米二氧化硅溶胶。

(5)将上述溶液在150-200℃条件下干燥6-12h。

(6)干燥后的样品置于水中常温下进行超声处理，超声波的频率为19-59KHz，超声时间为6-12h，利用超声作用除去剩余大分子积碳。

(7)将催化剂从上述溶液过滤出来，常温置于氟化氢铵水溶液进行搅拌，以除去多余的二氧化硅。

优选的，氟化氢铵的质量分数为20-40％，水溶液质量为催化剂质量的5-10倍。

(8)将催化剂从上述溶液中过滤出来，并用纯水洗涤，在110-150℃下干燥6-15h，再生完成。

本发明中，所述的催化剂为用于邻苯二酚与甲醇合成愈创木酚的催化剂。