[发明专利]一种雷尼镍催化剂连续活化分离器

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其是涉及一种雷尼镍催化剂连续活化分离器。

背景技术

雷尼镍又译兰尼镍，是一种由带有多孔结构的镍铝合金的细小晶粒组成的固态异相催化剂，它最早由美国工程师莫里·雷尼在植物油的氢化过程中，作为催化剂而使用。雷尼镍对氢气的强吸附性，高催化活性和热稳定性使得雷尼镍被广泛用于很多工业过程和有机合成反应中。

雷尼镍的高催化活性来自于镍本身的催化性质和其多孔的结构，而多孔结构即源自于用浓氢氧化钠溶液除去镍铝合金中的铝，这一过程被称为浸出，简化之后的浸出反应如下： 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂。由于浸出反应带来了催化剂的活性，同时产生的氢气储存进了催化剂中，故也称之为活化。成品的表面积通常通过气体（如氢气）的吸附实验来测量。实验发现几乎所有的接触面积都存在着镍，商业化的雷尼镍的平均镍接触面积是100 m2/g。浸出反应的结果主要受以下三个因素影响：镍铝合金的组成，所用氢氧化钠的浓度和浸出反应的温度。

镍铝合金中含有多种镍铝相，在浸出过程中，NiAl₃和Ni₂Al₃相之中所含的铝首先被反应掉，而NiAl相中含有的铝反应较慢，可以通过调整浸出时间保留。典型的活化雷尼镍中镍占85%的质量，剩余的NiAl相中的铝可以帮助保持这种多孔的结构，为催化剂提供结构的稳定性和热的稳定性。

浸出反应所用的氢氧化钠的浓度要比较高，一般需达5摩尔/升，这样才能迅速将铝转化为溶于水的铝酸钠（Na[Al(OH)₄]），而避免产生氢氧化铝沉淀。一旦产生氢氧化铝的沉淀，沉淀会堵塞已形成的孔洞，阻止其余的氢氧化钠溶液进入合金的路径，使得剩余的铝较难反应掉。这样会导致产品的多孔结构的表面积变小，催化活性降低。

在浸出过程中逐步形成的多孔结构具有强烈的缩小其表面积的倾向，会发生结构重排，孔壁彼此结合，使得多孔结构被破坏。而温度的升高会使得原子运动加快，加大了结构重排的趋势，所以雷尼镍的表面积和催化活性都随浸出反应温度的升高而下降，而如果浸出温度很低，又会使得浸出反应速度过慢，故常用的浸出反应温度介于70至100摄氏度。

因此，控制雷尼镍催化剂中铝的含量，及时移走氢氧化铝沉淀保持催化剂的多孔结构以及控制催化剂浸出反应温度是得到高催化活性雷尼镍催化剂的关键。

现有的雷尼镍催化剂的制备方法如下，中国发明专利名称为一种雷尼镍催化剂的制备方法（申请号CN200810051416.0 ），该法包括在氢氧化钠固体和铝镍合金的存在下，用蒸馏水对该固体混合物进行浸取，之后再在40～65℃下反应0.5～1小时后，除去上层的碱液，在氢气氛围内用蒸馏水洗至中性，制得雷尼镍催化剂。

中国发明专利名称为一种固定床雷尼镍催化剂的制备方法（申请号CN200810301493.7），该方法包括以下步骤：①预处理：将泡沫镍用酮类溶剂浸泡，然后取出用水洗涤；②浸渍镀铝：将步骤①得到的泡沫镍浸入到铝盐溶液中，然后加入还原性溶液，静置1～12h；③焙烧：将步骤②得到的样品用水洗涤、干燥后，在惰性气氛中，600～1000℃下焙烧5～600min；④浸取：将步骤③得到的样品在氢氧化钠或氢氧化钾溶液中浸取1-48h，即得。

中国发明专利名称为一种固定床雷尼镍催化剂的制备方法（申请号CN200810300600.4）其具体步骤为将泡沫镍放入有机溶剂中浸泡10～120min后，用稀酸溶液清洗，然后水洗后，干燥；以铝片为阳极，泡沫镍为阴极，熔融盐为电解质，在温度为80-200℃，电流密度为1～10A/dm3条件下，进行电镀，电镀时间10～60min，即得镀铝的泡沫镍；将得到的镀铝泡沫镍，在惰性气体保护下，温度为 600～1100℃下焙烧0.5～3h，然后在氢氧化钠或氢氧化钾溶液中浸取，即得。