一种脱氯催化剂及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于催化剂领域，具体涉及一种脱氯催化剂及其应用。
【背景技术】
[0002]乙烯、丙烯等低碳烯烃是石油化工产业中最基本的原料。以乙烯为例，约有75%的石油化工产品由乙烯生产，它主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、环氧乙烷/乙二醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙醇、醋酸乙烯等多种重要的有机化工产品，实际上，乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。
[0003]统计显示，从1990年到2003年，我国乙烯当量消费量年均增长12%，此后的增长速度更加惊人，2003年我国乙烯当量消费量为1350万吨，2005年这一数字便达到1876万吨，两年间徒增了近40%，中国乙烯市场已成为全球增长速度最快、增长持续时间最长的国家。
[0004]在制取乙烯、丙烯及其后续工艺中，脱氯催化剂的效果对于产品的产率与合格率有着重大的影响。雷尼镍是一种常见，高效的脱氯催化剂，但其制备成本较高。因此，一种高效，低成本的镍铝双系催化剂，是目前的一大研究热点。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种脱氯催化剂，以解决现有技术存在的催化效率不高，催化条件苛刻等问题。
[0006]本发明最后要解决的技术问题是提供上述脱氯催化剂的应用。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0008]—种脱氯催化剂的制备方法，它包括如下步骤:
[0009](1)将偏硅酸钠溶于有机溶剂中，在氮气保护的条件下向有机溶剂中通入氯化氢气体，20?50°C下反应2?4h ;
[0010](2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入铜源，60?80°C下反应2 ?6h ;
[0011](3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入沉淀剂，充分混合，溶胶完全后取凝胶；
[0012](4)将步骤(3)中所得的凝胶洗涤、干燥、培烧后，得到脱氯催化剂。
[0013]其中，所述的偏娃酸钠为无水偏娃酸钠。
[0014]其中，上述制备方法中，步骤(1)?(3)中，所用试剂均经无水化处理。
[0015]其中，上述制备方法中，步骤(1)和(2)中，反应均置于摇床上进行。
[0016]步骤⑴中，所述的有机溶剂为吡啶或二甲亚砜。
[0017]步骤(1)中，偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1:200?400。
[0018]步骤(1)中，偏娃酸钠和氯化氢的摩尔比为1:3?5。
[0019]步骤(2)中，所述的金属源为钯源和铝源；其中，钯源为硝酸钯，铝源为氯化铝。
[0020]步骤(2)中，偏硅酸钠和硝酸钯中钯的摩尔比为60?67:1，偏硅酸钠和氯化铝中铝的摩尔比为70?95:1。
[0021]步骤(3)中，所述的沉淀剂为聚丙烯酰胺或硫酸铁；其中，沉淀剂与偏硅酸钠的质量比为1:400?620。
[0022]步骤(4)中，洗涤的方法为用去离子水冲洗2?3次，干燥的方法为使用亚硫酸钠干燥，培烧的方法为700?800 °C下焙烧1?3h。
[0023]上述制备方法制备得到的脱氯催化剂也在本发明的保护范围之内。
[0024]上述脱氯催化剂在催化剂领域的应用也在本发明的保护范围之内。
[0025]有益效果:与现有技术相比，本发明具有如下优势:
[0026]本发明中的脱氯催化剂，将起催化作用的钯和铝分散固定于硅胶载体上，扩大了其与反应底料的接触面积。与现有技术相比，该脱氯催化剂可以同时提供两种催化金属，催化效率更高，所需的催化条件更温和，有利于工业生产。同时，本发明方法在纯有机相条件下完成，经对比，较一般的含水条件，所得脱氯催化剂催化效率更高。
【具体实施方式】
[0027]根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0028]实施例1催化剂的制备
[0029]制备方法:
[0030](1)将无水偏硅酸钠溶于二甲亚砜中，在氮气保护的条件下向二甲亚砜中通入氯化氢气体，于摇床上40°C下反应3h ;
[0031](2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入硝酸钯和氯化铝，于摇床上75°C下反应5h ；
[0032](3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入聚丙烯酰胺，充分混合，溶胶完全后取凝胶；
[0033](4)将步骤(3)中所得的凝胶用去离子水冲洗2?3次后，用亚硫酸钠干燥，最后在750°C下焙烧2h后，得到脱氯催化剂。
[0034]步骤(1)?(3)中，所用试剂均经无水化处理。
[0035]步骤⑴中，无水偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1:380。
[0036]步骤⑴中，无水偏娃酸钠和氯化氢的摩尔比为1:4。
[0037]步骤⑵中，无水偏娃酸钠和硝酸钯中钯的摩尔比为65:1，无水偏娃酸钠和氯化铝中铝的摩尔比为82:1。
[0038]步骤(3)中，聚丙烯酰胺与无水偏硅酸钠的质量比为1:520。
[0039]对比例1
[0040]制备方法同实施例1，所不同的是，所用的偏硅酸钠为五水偏硅酸钠。
[0041]对比例2
[0042]制备方法同实施例1，所不同的是，将二甲亚砜替换为水。
[0043]实施例2
[0044]将实施例1、对比例1和对比例2中制备得到的脱氯催化剂用于3-氯酚的脱氯降解的反应中。根据反应速率的折算，设实施例1中脱氯催化剂的催化效率为1，对比例1中的催化效率为0.82，对比例2中的催化效率为0.67。
[0045]实施例3
[0046]将实施例1中制备得到的脱氯催化剂和现有钯铝催化剂(按文献“钯/铝双金属体系对3-氯酚的脱氯降解”(《环境工程学报》，2012，第2期:381-384))中的方法制备得至IJ)用于3-氯酚的脱氯降解的反应中。根据反应速率的折算，设实施例1中脱氯催化剂的催化效率为1，市售雷尼镍的催化效率为0.79。
【主权项】
1.一种脱氯催化剂，其特征在于，它由如下方法制备得到: (1)将偏硅酸钠溶于有机溶剂中，在氮气保护的条件下向有机溶剂中通入氯化氢气体，20?50°C下反应2?4h ; (2)保持氮气保护条件，向步骤(I)所得的混合体系中加入金属源，60?80°C下反应2 ?6h ; (3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入沉淀剂，充分混合，溶胶完全后取凝胶； (4)将步骤(3)中所得的凝胶洗涤、干燥、培烧后，得到脱氯催化剂。2.根据权利要求1所述的脱氯催化剂，其特征在于，步骤(I)中，所述的有机溶剂为吡啶或二甲亚砜。3.根据权利要求1所述的脱氯催化剂，其特征在于，步骤(I)中，偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1:200?400。4.根据权利要求1所述的脱氯催化剂，其特征在于，步骤(I)中，偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1:3?5。5.根据权利要求1所述的脱氯催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述的金属源为钯源和铝源；其中，钯源为硝酸钯，铝源为氯化铝。6.根据权利要求1和5所述的脱氯催化剂，其特征在于，步骤(2)中，偏硅酸钠和硝酸钯中钯的摩尔比为60?67:1，偏硅酸钠和氯化铝中铝的摩尔比为70?95:1。7.根据权利要求1所述的脱氯催化剂，其特征在于，步骤(3)中，所述的沉淀剂为聚丙烯酰胺或硫酸铁；其中，沉淀剂与偏硅酸钠的质量比为1:400?620。8.根据权利要求1所述的脱氯催化剂，其特征在于，步骤(4)中，洗涤的方法为用去离子水冲洗2?3次，干燥的方法为使用亚硫酸钠干燥，培烧的方法为700?800°C下焙烧I?3h。9.权利要求1所述的脱氯催化剂在催化剂领域的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种脱氯催化剂，它是由偏硅酸钠和金属源在有机相环境下反应得到。与现有技术相比，本发明中的脱氯催化剂，将起催化作用的钯和铝分散固定于硅胶载体上，扩大了其与反应底料的接触面积。与现有技术相比，该脱氯催化剂的催化效率更高，所需的催化条件更温和，有利于工业生产。同时，本发明方法在纯有机相条件下完成，经对比，较一般的含水条件，所得脱氯催化剂催化效率更高。
【IPC分类】B01J23/44, C07C37/00, C07C39/04
【公开号】CN105289590
【申请号】CN201510777936
【发明人】贾东新, 焦德华, 何玲丽
【申请人】无锡普爱德环保科技有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月13日