CN101979141A - 改性的磷化镍催化剂及其用于氯苯类化合物加氢脱氯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改性的磷化镍催化剂用于氯苯类化合物加氢脱氯的方法。所述的改性磷化镍催化剂为，在常压、40～300℃的条件下，采用空速为3～1200h-1、氧气体积含量为0.01～5％的氢气，或空速为3～1200h-1、水蒸气含量为0.01～20％的氢气处理磷化镍或二氧化硅负载的磷化镍；改性的磷化镍催化剂直接用于氯苯类化合物的加氢脱氯过程，在常压、温度为150～250℃、氢气空速为10～500h-1和氯苯类化合物空速为2～6h-1的条件下进行反应。本发明提供的磷化镍催化剂改性方法简单易行，改性后磷化镍催化剂的加氢脱氯活性大幅度提高，降低了加氢脱氯反应温度。

Description

改性的磷化镍催化剂及其用于氯苯类化合物加氢脱氯的方法
技术领域
本发明涉及一种对磷化镍催化剂进行改性、提高其加氢脱氯性能的方法。属于催化剂技术领域。
背景技术
氯代有机化合物是重要的化工原料、有机合成中间体和有机溶剂，广泛应用于化工、医药、农药、染料及电子等行业。然而，氯代有机物广泛应用的同时也对人类健康和环境构成日益严重的威胁。消除氯代有机废物对人类健康的危害及对环境的污染已经受到世界各国的重视。
消除氯代有机污染物的方法包括生物降解、光催化降解、焚烧、湿法催化氧化及催化加氢脱氯等。其中，催化加氢脱氯是一种简单有效的处理技术，极具应用前景。
作为一种新型催化材料，磷化镍具有良好的加氢脱氯反应性能。然而，与贵金属(如Pt、Pd)催化剂相比，磷化镍需在较高反应温度下才具有很高的活性。对磷化镍催化剂进行改性处理以提高其加氢脱氯性能、降低其使用温度具有重要的理论和实际意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性磷化镍催化剂用于氯苯类化合物加氢脱氯的方法，旨在提高磷化镍催化剂的加氢脱氯性能、降低其使用温度。
本发明是通过以下技术方案加以实现的：
一种改性的磷化镍催化剂，其特征在于：该改性磷化镍催化剂是将磷化镍或二氧化硅负载的磷化镍置于处理器中，首先在室温下以空速为3～1000h-1向处理器中通入H2，同时以5～15℃/分钟的升温速率使处理器升温至40～300℃，再向处理器中以空速为3～1200h-1通入含氧体积量为0.01～5％的氢气或以空速为3～1200h-1向处理器中通入含水蒸气体积量为0.01～20％的氢气，对磷化镍或二氧化硅负载的磷化镍处理0.1～5小时，得到改性的磷化镍催化剂。
以上述改性的磷化镍催化剂用于氯苯类化合物加氢脱氯的方法，其特征在于包括以下过程：将改性的磷化镍催化剂装填在加氢脱氯反应器中，在常压和温度为150～250℃的条件下，向反应器中通入空速为10～500h-1的氢气和空速为2～6h-1的氯苯类化合物进行反应。
本发明的优点在于：改性的磷化镍催化剂易于获得，将其用于氯苯类化合物的加氢脱氯过程时反应过程温度低，大大提高了催化剂的活性，使氯苯类化合物的转化率提高可达20倍。
具体实施方式：
实施例1
取1g SiO2负载Ni2P催化剂(Ni质量含量为15％)置于固定床反应器中，常压条件下，向反应器中通入空速为3.3h-1的H2，以10℃/分钟的升温速率将反应器温度由室温升至240℃，然后再向反应器中通入含水蒸气体积比为0.5％H2的氢气，空速为3.5h-1，对催化剂改性处理1小时，得到改性的SiO2负载Ni2P催化剂。然后向固定床反应器中以空速为3h-1通入氯苯和以空速为10h-1通入氢气，或向固定床反应器中以空速为3h-1通入邻二氯苯和以空速为10h-1通入氢气，或向固定床反应器中以空速为3h-1通入间二氯苯和以空速为10h-1通入氢气，或向固定床反应器中以空速为3h-1通入1，2，4-三氯苯和以空速为10h-1通入氢气，均在常压和温度为240℃的条件下进行反应。以氯苯、邻二氯苯、间二氯苯及1，2，4-三氯苯为反应物时，它们的转化率分别为97％、94％、93％和90％。
实施例2
本实施例的条件与过程与实施例1相同，不同之处是磷化镍催化剂改性过程中通入含有水蒸气的H2中水蒸气体积比为10％。改性后SiO2负载Ni2P(Ni质量含量为15％)用于氯苯的加氢脱氯反应，氯苯转化率为80％。
实施例3
本实施例的条件与过程与实施例1相同，不同之处是磷化镍催化剂改性过程中通入含有氧气的氢气，其中氧气的体积比为0.5％。改性后SiO2负载Ni2P(Ni质量含量为15％)用于氯苯的加氢脱氯反应，氯苯转化率为81％。
实施例4
本实施例的条件与过程与实施例1相同，不同之处是磷化镍催化剂改性过程中含水蒸气的氢气的空速为400h-1。改性后SiO2负载Ni2P(Ni质量含量为15％)用于氯苯的加氢脱氯反应，氯苯转化率为85％。
实施例5
本实施例的条件与过程与实施例1相同，不同之处是磷化镍催化剂改性过程在温度为40℃的条件下进行。改性后SiO2负载Ni2P(Ni质量含量为15％)用于氯苯的加氢脱氯反应，氯苯转化率为50％。
实施例6
本实施例的条件与过程与实施例1相同，不同之处是磷化镍催化剂为非负载的Ni2P。改性后非负载Ni2P(Ni质量含量为15％)用于氯苯的加氢脱氯反应，氯苯转化率为26％。
对比例
对比例1：
与实施例1相同的加氢脱氯反应条件下，采用未改性的SiO2负载Ni2P(Ni质量含量为15％)催化剂，氯苯、邻二氯苯、间二氯苯及1，2，4-三氯苯的转化率分别为6％、5.5％、5.3％和4.5％。由此可见，未经改性的磷化镍催化剂用于加氢脱氯，氯苯类化合物的转化率明显低于改性的磷化镍催化剂。
对比例2：
本对比例加氢脱氯反应压力、H2空速和氯苯类化合物的空速与实施例1相同，不同之处为反应温度为300℃，采用未改性SiO2负载Ni2P(Ni质量含量为15％)催化剂时，氯苯、邻二氯苯、间二氯苯及1，2，4-三氯苯的转化率分别为98％、95％、94.5％和91％。由此可见，在达到相近的氯苯类化合物转化率时，改性的磷化镍催化剂用于氯苯类化合物加氢脱氯的反应温度低于未经改性的磷化镍催化剂。
对比例3：
与实施例6相同的加氢脱氯反应条件下，未改性非负载Ni2P催化剂(Ni质量含量为15％)用于氯苯的加氢脱氯反应，氯苯转化率为1.6％。由此可见，未经改性的磷化镍催化剂用于氯苯加氢脱氯，氯苯的转化率明显低于改性的磷化镍催化剂。

Claims (2)

1.一种改性的磷化镍催化剂，其特征在于：该改性磷化镍催化剂是将磷化镍或二氧化硅负载的磷化镍置于处理器中，首先在室温下以空速为3～1000h-1向处理器中通入H2，同时以5～15℃/分钟的升温速率使处理器升温至40～300℃，再向处理器中以空速为3～1200h-1通入含氧体积量为0.01～5％的氢气或以空速为3～1200h-1向处理器中通入含水蒸气体积量为0.01～20％的氢气，对磷化镍或二氧化硅负载的磷化镍处理0.1～5小时，得到改性的磷化镍催化剂。
2.一种以权利要求1所述的改性的磷化镍催化剂用于氯苯类化合物加氢脱氯的方法，其特征在于包括以下过程：将改性的磷化镍催化剂装填在加氢脱氯反应器中，在常压和温度为150～250℃的条件下，向反应器中通入空速为10～500h-1的氢气和空速为2～6h-1的氯苯类化合物进行反应。
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