[发明专利]用于对苯二甲酸精制的Pd/C催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对苯二甲酸精制的Pd/C催化剂的制备方法。

背景技术

Pd/C催化剂是一种常用的加氢催化剂，常用于粗对苯二甲酸(CTA)加氢精制生产精对苯二甲酸(PTA)，例如粗对苯二甲酸(CTA)加氢精制Amoco工艺是将含有对羧基苯甲醛(4-CBA)和有色杂质的粗对苯二甲酸(CTA)，溶解于水中，在高温、高压下，用钯/炭(简称Pd/C)催化剂进行选择性加氢，使4-CBA和有色杂质还原成易溶于水的对甲基苯甲酸(P-TA)和无色组分，再经结晶分离，得到4-CBA小于25ppm的纤维级PTA，起主要作用的是钯活性组分。

专利CN100402144C公开了一种Pd/C催化剂的制备方法，在含Pd溶液中加入络合剂，例如8-羟基喹啉等与水配制成钯混合液浸渍或喷洒未改性的载体活性炭，络合剂与Pd产生较强的相互作用而产生一种络合物，该方法制备的催化剂在使用过程中金属Pd易流失，造成催化剂活性下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的Pd/C催化剂中金属Pd易流失的问题，提供一种Pd/C催化剂的制备方法，该方法制备的Pd/C催化剂在使用过程中具有金属Pd不易流失、活性高的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于对苯二甲酸精制的Pd/C催化剂的制备方法，步骤如下：以水为溶剂，将所需量的Pd化合物配成pH为3～7的Pd混合液III；将所述混合液III浸渍或喷洒所述改性活性炭载体得到催化剂前体；将所述催化剂前体用还原剂还原得Pd/C催化剂；以重量百分比计所述催化剂含Pd 0.20～2.50％，余量为改性活性炭载体；其中所述改性活性炭载体含有Si和N，以重量百分比计Si在改性活性炭载体中的含量为0.10～0.35％，且Si/N的摩尔比为0.5～1.0∶1，所述改性活性炭载体采用如下步骤制备：

a)以水为溶剂，将式I所示的含硅化合物配成浸渍液II，

其中，R₁为-CH₃或者-CH₂CH₃，R₂选自-(CH₂)n₁-NH₂或者-(CH₂)n₂-NH-(CH₂)n₃-NH₂，其中n₁、n₂、n₃为1～3的整数；

b)用浸渍液II浸渍椰壳活性炭，在60～150℃下热处理0.5～12小时，干燥，得所述改性活性炭载体。

上述技术方案中R₂优选为-(CH₂)n₂-NH-(CH₂)n₃-NH₂，Si/N的摩尔比优选为0.5∶1，更优选n₂＝2、n₃＝3；步骤b)中的热处理温度优选为80～110℃；步骤b)中的热处理时间优选为0.5～4小时；所述混合液III的pH为5.5～6.5；所述改性活性炭中的Si与Pd混合液III中Pd的摩尔比为2.5～6.0∶1。

为了考察上述改性活性炭载体制备的Pd/C催化剂性能，将催化剂在生产装置中挂篮10个月，并用高压釜对挂篮后的催化剂性能进行活性评价。

本发明的关键在于活性炭用所述含硅化合物的溶液处理后载体中含有Si和氨基，Si与活性炭基体具有锚定作用，而氨基对Pd具有络合作用，从而采用本发明的改性活性炭制备的Pd/C催化剂在使用过程中具有金属Pd不易流失的特点。实验表明，本发明方法得到的催化剂经过10个月挂篮实验后Pd流失率不大于16％，催化剂的4-CBA转化率高达99.8％，而现有技术方法得到的催化剂经10个月挂篮实验后Pd流失率高达27％，催化剂的4-CBA转化率仅为65.6％，因此本发明取得了较好的技术效果。