对苯二甲酸加氢精制Pd/C催化剂有效因子的估算和再生方法的探索

摘要

该文在高压磁力搅拌间歇反应釜中,将催化剂放置在一个特制的催化剂框中,研究了在不同反应温度下两种不同粒径的进口片状钯碳(Pd/C)(Pd含量为0.5％(质量百分比))催化剂用于对苯二甲酸加氢精制反应的宏观动力学规律,考察内扩散对该反应的影响,并对催化剂的内扩散有效因子进行了估算.研究表明,随着催化剂粒径的变化,反应的内扩散影响也随之改变,催化剂的粒径减小,内扩散有效因子增大,加氢速率上升.根据该反应为拟一级反应,估算了这两种粒径的催化剂在不同温度下的内扩散有效因子.在275℃,285℃,295℃的反应温度下,原颗粒催化剂内扩散有效因子的估算值分别为0.931,0.68,0.35,由宏观动力学研究数据拟合得到的内扩散因子的拟合值分别为0.92,0.63,0.31.估算结果与由宏观动力学研究数据拟合得到的内扩散因子的拟合值基本吻合,其相对误差在10％左右,表明已经得到的宏观动力学方程和该次试验对催化剂内扩散有效因子的估算是准确的.该文针对Pd/C催化剂的各种失活原因,分别采取相应的一些方法,对失活催化剂的再生方法进行了探索.通过对失活催化剂进行水洗,碱洗,酸洗和重新负载钯等各种处理方法,并对经过再生处理后的催化剂在高压磁力搅拌反应釜中进行加氢活性检验.再生催化剂加氢活性检验的结果同新鲜催化剂及失活催化剂的检验结果进行比较,表明通过合适的再生方法,失活Pd/C催化剂的再生是有可能的.经过综合考虑,认为较好的再生方法为首先在高压反应釜内高温水洗5个小时,再常温碱液洗涤5个小时,最后对洗涤过后的催化剂用浸渍法重新负载0.2％的钯,再用氢气还原.再生后的催化剂的加氢活性良好,基本可以达到新鲜催化剂的加氢活性.该文还对新鲜Pd/C催化剂,失活Pd/C催化剂以及再生后的Pd/C催化剂进行了表征,主要考察了催化剂的钯含量,比表面积和孔径分布,孔容.并在此基础上对表征数据进行了讨论,对失活催化剂的比表面积增大的现象进行了解释.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第二章文献综述

2.1对苯二甲酸的物化性质

2.2对苯二甲酸的生产工艺技术

2.2.1粗对苯二甲酸(CTA)的生产技术

2.2.2 PTA生产技术

2.3世界及国内PTA生产现状

2.4 4一CBA加氢精制反应动力学的研究

2.4.1对苯二甲酸加氢反应的动力学规律

2.4.2加氢反应的宏观动力学方程

2.5非均相催化剂的内扩散

2.5.1非均相催化剂的内扩散

2.5.2内扩散有效因子的计算

2.6对苯二甲酸加氢精制的催化剂的研究

2.6.1加氢催化剂的主要类型

2.6.2含Pd催化剂的研究开发

2.6.3对苯二甲酸加氢催化剂研究的进展

第三章加氢精制Pd/C催化剂扩散有效因子的测定

3.1 4-CBA加氢还原反应的特点及影响因素

3.1.1 4-CBA加氢反应工艺流程

3.1.24-CBA加氢反应宏观动力学过程的分析

3.2有效因子的测定与估算

3.3试验

3.3.1试验原料

3.3.2试验装置和流程

3.3.3试验的分析方法

3.3.4试验方案

3.3.5试验操作

3.4试验结果与讨论

3.4.1试验结果

3.4.2有效因子的求取

3.4.3讨论

3.5试验的不足

3.6结论

第四章Pd/C催化剂的再生研究

4.1 Pd/C催化剂的失活原因

4.2试验

4.2.1试验原料

4.2.2试验装置和流程

4.2.3试验的分析方法

4.2.4试验方案

4.3试验结果

4.4结果分析

4.4.1高温水洗时间对再生的影响

4.4.2常温碱洗时间对再生的影响

4.4.3不同浓度的碱液碱洗对催化剂再生的影响

4.4.4用强酸浸泡酸洗失活催化剂对再生的影响

4.4.5加氢高温水洗失活催化剂对再生的影响

4.4.6在失活催化剂上重新负载钯对再生的影响

4.4.7多步的再生方法对失活催化剂再生的影响

4.5催化剂的表征

4.6试验的不足

4.7结论

第五章参考文献

第六章致谢