[发明专利]一种加氢催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种加氢催化剂，更进一步说是关于一种含钯的负载型加氢催化剂。

背景技术

催化加氢是有机催化反应中最基本而又是较简单的一种，不仅在工业生产及科学实验中有广泛的应用，而且也是催化科学中研究得最广泛、最深入的反应。

由于催化加氢反应的特点是催化剂上的活性中心能使不饱和化合物吸附、活化，尤其是使H₂分子中牢固的σ键松弛、断裂而形成吸附的H原子，然后彼此化合、解吸，因此，催化剂表面应该有形成M-H等吸附键的能力。但是，这些吸附键又不能过分牢固，而需要相当活泼，以保证彼此间的作用，所以加氢反应的催化剂常是过渡金属元素及它们的化合物。以周期表中的VIII族、IB族的Cu、VII族的Mo、W等是最为常用。加氢催化剂类型大致可分为金属催化剂、氧化物、硫化物催化剂以及均相络合催化剂。一般说来，金属催化剂活性较大，在较温和的条件(较低温度，不高压力)下的加氢反应，为最通用。金属硫化物及金属氧化物催化剂的加氢活性比金属催化剂温和得多，主要由于它们带有一些离子性质(M^+x)所致。金属离子与碳、与氢的吸附键强度远低于金属原子。所以它们使氢分子及不饱和化合物活化的能力较差，故需用于较高温度及较高压力。

Pd/C催化剂是催化加氢最常用的催化剂之一。因为活性炭具有大的表面积、良好的孔结构、丰富的表面基团，同时有良好的负载性能和还原性，当Pd负载在活性炭上，一方面可制得高分散的Pd，另一方面活性炭能作为还原剂参与反应，提供一个还原环境，降低反应温度和压力，并提高催化剂活性。

己内酰胺是尼龙-6合成纤维和尼龙-6工程塑料的单体。己内酰胺加氢后精制是生产己内酰胺的重要步骤。

现有的己内酰胺加氢后精制工艺中所用催化剂为骨架镍(Raney Ni)催化剂，所采用的反应器为连续搅拌釜式反应器(即淤浆床反应器)，反应后催化剂与料液一起通过板框过滤机滤出后回收处理，工艺复杂，催化剂利用率低，消耗大，工人劳动强度大。

从目前工业发展水平来看，Raney Ni催化剂活性较低，催化剂用量较大，除杂质能力有限，精制后己内酰胺产品的质量较低，满足不了工业发展的需要。

淤浆床反应器要求所用催化剂颗粒粒度一般不大于200μm，最好不大于100μm，使催化剂均匀地悬浮在反应物料中，淤浆床虽然基本消除了反应内扩散的影响，可充分利用催化剂的有效活性，但同时也带来了固液分离问题。

现有的以Raney Ni为催化剂的淤浆床己内酰胺加氢工艺中，催化剂为一次性通过方式，催化剂在反应物料中的停留时间仅为10～30分钟，并且过滤出来的催化剂不循环利用，作为废弃物处理。现有技术的缺点是对原料的适应性差，催化剂利用率低，设备费用高，且工艺复杂，工人劳动强度大。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种不同于现有技术的含钯的负载型加氢催化剂，目的之二是提供一种含钯和稀土的负载型加氢催化剂的制备方法，目的之三是提供一种己内酰胺加氢后精制的方法。

本发明提供的加氢催化剂，其特征在于由活性组份负载于载体，所说的活性组份为金属态钯和氧化态稀土，催化剂中金属钯的含量为0.2～5wt％，稀土氧化物的含量为0.1～2.5wt％。

本发明还提供了上述加氢催化剂的制备方法，其特征在于该方法包括用水溶性含钯化合物、水溶性含稀土化合物与水配制成钯-稀土水溶液，用钯-稀土水溶液浸渍载体，使含钯化合物和稀土化合物负载于载体上得到催化剂前体；将催化剂前体干燥、焙烧后，在氢气氛下50～200℃进行还原处理，使钯化合物中的氧化态二价钯还原为金属态钯，即得催化剂产品。

本发明进一步提供上述加氢催化剂在己内酰胺加氢后精制工艺中的应用。

本发明采用Pd-稀土氧化物/C、Pd-稀土氧化氢/Al₂O₃等作催化剂，在钯系催化剂中加入稀土氧化物有两点作用：一是稀土氧化物与钯发生作用，改变钯金属的还原性能，达到延长催化剂寿命的目的；稀土氧化物具有储氢功能，有利于提高加氢效果。

附图说明

图1为加氢反应原料色谱图。

图2为加氢反应产物色谱图。

具体实施方式

本发明提供的加氢催化剂，其特征在于由活性组份负载于载体，所说的活性组份为金属态钯和氧化态稀土，催化剂中金属钯的含量为0.2～5wt％，优选0.8～2.5wt％，稀土氧化物的含量为0.1～2.5wt％，优选0.2～1.5wt％。