鈀催化劑的種類很多,簡地可分為有載體的鈀催化劑和無載體催化劑,在實(shí)際應(yīng)用中,基本上都是有載體的鈀催化劑,這些載體主要有各種氧化鋁、沸石、碳載體等,在化工過程中主要應(yīng)用在各種加氫還原過程。既有全加氫,也有選擇加氫,既有氣相過程、也有液相過程。這些典型的過程有:醇、醛、酸、酯、酸酐、芳烴、雜環(huán)化物中不飽和鍵的加氫飽和,加氫還原反應(yīng)。例如乙烯、丙烯、丁烷丁烯餾分中炔烴、二烯烴的選擇加氫脫除。采用含千分之幾鈀含量的氧化鋁載體催化劑。反應(yīng)條件一般在50~150℃,壓力0.5~3MPa,氣相或液相進(jìn)行。又如醋酸或醋酸乙酯加氫生產(chǎn)乙醇,順丁烯二酸酐加氫生產(chǎn)丁二酸,進(jìn)一步加氫生產(chǎn)丁二醇??啡┘託涿擊驶a(chǎn)呋喃,進(jìn)一步加氫生產(chǎn)四氫呋喃。一般采用含鈀量在百分之幾的鈀含量的碳載體催化劑,成功地實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。反應(yīng)條件為苛刻的是對(duì)苯二甲酸中微量對(duì)羧基苯甲醛的脫除。對(duì)二甲苯氧化生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸中含有0.1~0.5%的對(duì)羧基苯甲醛,后者的存在,影響聚酯的質(zhì)量,必需去除至25ppm以下,采用含鈀6%的鈀—碳催化劑,在10MPa及200~300℃高溫,對(duì)對(duì)苯二甲酸水溶液條件下進(jìn)行加氫反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)苯二甲酸的精制。
目前,廢鈀回收主要用于生產(chǎn),然后利用制備一系列相應(yīng)的催化劑。從廢鈀催化劑中回收鈀的關(guān)鍵在于鈀的浸出,隨著浸出方法的不同,派生出不同的工藝。目前,普遍采用的是用硝酸或王水浸出,氨絡(luò)合沉淀的工藝。由于鈀催化劑中除了活性鈀以外還有催化劑如銅、鋁等元素,另外還有載體,如碳、硅等。對(duì)于特種催化劑,鈀的回收也有所不同,目的是把金屬鈀提煉出來,達(dá)到高純度和高回收率。文中所用的廢鈀催化劑是以二氧化硅為載體的鈀催化劑,其中還含有銅和鋁等成分。以下介紹一種從催化劑中提取的方法。工藝流程回收的催化劑中以二氧化硅為載體,其中含金屬鈀約0.8%,還含有3%左右的鋁化合物和1%左右的銅化合物。
將廢鈀催化劑采用液堿溶解二氧化硅,過濾后濾餅用王水浸出,產(chǎn)物粗用氨水提純,再經(jīng)水合肼還原得海綿鈀。海綿鈀用王水溶解,加熱蒸發(fā)灼燒,可得成品純。廢鈀催化劑→粉碎→液堿溶解→過濾→加王水溶解→趕硝→氨水提純→水合肼還原→加王水制備 。
含鈀廢催化劑中鈀的回收直接浸出法直接浸出法是用氧化劑將鈀催化劑上的鈀溶解到酸溶液中的方法,常用的氧化劑有鹽酸、硝酸、王水、NAC10、HO等,該法對(duì)以活性炭為載體的催化劑的浸出效果較差,適用于以SIO或ALO為載體的鈀催化劑。研究人員Ⅲ曾嘗試用鹽酸、硝酸、王水將失效鈀炭催化劑加熱浸出,但由于炭載體的吸附還原作用很強(qiáng),鈀的浸出率很低,僅為25.6%、38.8%、16.5%。SIBRELL等將PD/分子篩加入11%NACN一0.1MOL/LNAOH浸出液中,浸出溫度為160OC,在堿性條件下催化劑顯示出很強(qiáng)的離子交換能力,分子篩上的H與溶液中的NA交換,中和了溶液中的OH一,使溶液PH值下降,產(chǎn)生有毒的HCN氣體,解決的方法是用1MOL/LNAOH對(duì)催化劑進(jìn)行預(yù)處,使鈀部分溶解,再用浸出液浸出,當(dāng)浸出液加熱至250OC時(shí),鈀絡(luò)合物從浸出液中析出,再加熱至275CIC,鈀絡(luò)合物分解,得到純鈀,鈀的浸出率為90%95%,經(jīng)研究認(rèn)為鈀浸出率低的原因是有部分鈀被封閉在催化劑的孔道中,浸出液無法接觸到這部分鈀,可以采用粉碎等措施將催化劑磨成粉末,以提高鈀與浸出液的接觸。由于浸出通常要在一定溫度下進(jìn)行,一L9一化劑如硝酸、鹽酸等易分解或揮發(fā),會(huì)減慢鈀的浸出速率,使載體與浸出液發(fā)生反應(yīng),為了提高鈀的浸出速率,PHILIP在鹽酸浸出液中加入不易揮發(fā)的A1C1,,使鈀的回收率提高到97%以上。直接浸出法工藝簡,投資小,為大多數(shù)廠家采用,但浸出液腐蝕性強(qiáng),浸出率不穩(wěn)定,有時(shí)浸渣中殘留鈀的含量較多,并且該產(chǎn)生大量含有重金屬的腐蝕性廢酸和其它副產(chǎn)物,易導(dǎo)致環(huán)境污染。
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