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

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本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本次试验对催化剂内扩散有效因子的估算是准确的。 本文针对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。 本文还对新鲜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。
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