[发明专利]一种耐CO蒽醌加氢催化剂及其制备方法

说明书

一种耐CO蒽醌加氢催化剂，其特征在于，以经磷修饰的活性氧化铝为载体，以钯和钌为主活性组分，以选自银、铜、钴、镧、铈、锰、铁和镍中的一种或几种为助活性组分，在所述的经磷修饰的活性氧化铝载体中，所述的磷在载体中的质量含量为0.1～30％；所说的钯在催化剂中的质量含量为0.01～10％；所说的钯和钌在催化剂中的质量含量为0.01～10％且钯与钌的质量比为0.2～6:1；所说的助活性组分在催化剂中的质量含量为0～8％。该催化剂具有良好的活性和选择性、良好的耐CO性能，稳定性更好。

技术领域

本发明涉及一种蒽醌加氢催化剂及其制备方法，更进一步说涉及一种耐CO蒽醌加氢催化剂及其制备方法。

背景技术

H₂O₂中的O原子为不等性sp²杂化，其氧化数为-1，因此其特征化学性质之一是氧化性。由于H₂O₂作为氧化剂的最终产物是水，不会对环境造成二次污染，因而是一种理想的绿色氧化剂，广泛用于几乎所有、特别是化工和环境保护等工业领域。新兴绿色化工过程如环己酮氨肟化制备己内酰胺和丙烯环氧化制备环氧丙烷等，也进一步拓展了H₂O₂的用途。

尽管多种方法如异丙醇自动氧化法、氧阴极还原法、氢氧直接合成法和蒽醌法等均可生产H₂O₂，但全球98％以上的产品均通过蒽醌法生产。蒽醌法是目前国内外应用最广泛的生产H₂O₂的方法。该方法的原理是烷基蒽醌在氢气与催化剂作用下加氢生成烷基蒽氢醌，之后生成的烷基蒽氢醌在氧气氧化作用下复原为烷基蒽醌，同时生成H₂O₂。其中，烷基蒽醌加氢过程是蒽醌法生产H₂O₂工艺的核心。

蒽醌法生产H₂O₂工艺中，蒽醌的加氢最为关键，而加氢催化剂是该反应的核心，很大程度上决定了装置的生产能力和成本。在生产过程中，活性高的催化剂可直接生产得到较高浓度的过氧化氢，从而降低产品浓缩过程投入；选择性高的催化剂可以减少加氢过程中副反应的发生，这些副反应不仅消耗昂贵的蒽醌，且容易使催化剂失活。

根据加氢过程反应器形式的不同，可将蒽醌法生产H₂O₂分为固定床蒽醌加氢工艺和浆态床蒽醌加氢工艺两大类。

固定床蒽醌加氢工艺存在床层温升大、易偏流、有局部热点等缺陷，易导致蒽醌过度加氢、降解物种类和数量增多，降低了催化剂稳定性，限制了加氢单元的氢效，生产装置难以大型化。目前国内固定床工艺普遍控制氢效6～7g/L，装置规模最大5万吨/年左右。

浆态床蒽醌加氢工艺相比固定床，具有优异的传质、传热性能，反应温度均匀、可有效控制降解物的生成。近年来，浆态床蒽醌加氢工艺已成为各大公司研发的热点。

在浆态床蒽醌加氢工艺中，催化剂在反应器内碰撞摩擦十分剧烈，如果催化剂耐磨性不足，就极易产生催化剂粉末，这些粉末一方面影响过滤装置的处理能力，另一面可随氢化液一起进入氧化设备内，导致过氧化氢在氧化设备内分解，造成产量下降，甚至可引发爆炸事故。

对于负载在载体上的钯催化剂来说，推荐使用负载在各种载体，如二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅铝酸盐、碱土金属的碳酸盐和活性炭上的催化剂，但是所有的催化剂均不符合工业催化剂所需的条件，如成本低、高催化强度、高催化活性和高选择性。

负载在氧化铝上的钯催化剂是几种可工业应用的催化剂中的一种，这种催化剂具有比较高的活性并且通过焙烧容易再生，但是也存在缺点，即在蒽醌的氢化反应中产生大量的副产物以及其他缺点，如由于在工作液中存在水而使活性遭到严重破坏。