CN106345539A - 催化剂的再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种催化剂的再生方法，该方法对被硫黄化合物毒害的载体成分为TiO2的催化剂，从碱金属及碱土类金属的氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐及硫酸盐中选择至少一种水溶液，通过清洗进行催化剂再生。本发明简单易操作，处理成本低，回收方便。

Description

催化剂的再生方法
技术领域
本发明属于化学技术领域，具体说，涉及一种催化剂的再生方法。
背景技术
传统技术中，载体是负载催化剂活性组分的但体，例如烃类的水蒸汽改质、水热分解、部分燃烧；含有机物废水的湿式氧化处理；含有机物废水的湿式处理的燃料气体制造或甲醇制造等均使用负载型催化剂。作为催化剂的载体，通常使用氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化镁、氧化硅、氧化硅—氧化铝、二氧化钛—氧化锆等。作为催化剂的活性金属组分，根据不同领域，可使用Ru、Pd、Rh、Pt、Ni、Co、Mn、Ce、Au、Ir、Os、Fe等一种或多种金属或其化合物。
这些催化剂在不同领域发挥着催化剂的活性作用，在工业上得到广泛应用。但是，这些催化剂随着使用时间的推移，以硫黄化合物为主的有毒物质在催化剂的表面析出，并覆盖了部分活性位，进而导致催化剂活性降低，即催化剂中毒。因此，中毒的催化剂有必要在适当时机再生、反复使用。传统意义上这类中毒的催化剂再生，通常使用氢、水蒸汽、氧气等进行处理，该再生处理方法，催化剂表面析出的毒物质可以有效去除，但是有害毒物质的去除要达到预期效果比较难，也不能使催化剂活性充分或完全恢复。
发明内容
本发明的目的在于提供一种催化剂载体成分为TiO2的催化剂再生方法，以解决催化剂中毒再生的问题。
本发明的实施例提供了一种催化剂的再生方法，即对被硫黄化合物毒害的载体成分为TiO2的催化剂，从碱金属及碱土类金属的氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐及硫酸盐中选择至少一种水溶液，通过清洗进行催化剂再生。
进一步，催化剂的活性组分从Ru、Pd、Rh、Pt、Ni、Co、Mn、Au、Ir、Os、Fe及Ce中至少选择一种。
进一步，水溶液为Na2CO3。
进一步，用水溶液在20～100℃之间对催化剂进行清洗。
与现有技术相比本发明的有益效果是：该方法具有简单易操作，处理成本低，回收方便。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
本实施例提供了一种催化剂的再生方法，该方法是：对被硫黄化合物毒害的载体成分为TiO2的催化剂，从碱金属及碱土类金属的氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐及硫酸盐中选择至少一种水溶液，通过清洗进行催化剂再生。依据本实施例的方法再生后的被毒催化剂，只需要有上述催化剂活性组分以及以TiO2为载体的组合，和催化剂相关的反应及催化剂的使用用途、制造方法等均无关。例如以下反应及用途，烃类水蒸汽改质、水热分解、部分燃烧；含有机物废水的湿式氧化处理；根据含有机物废水的湿式处理，燃料气体制造或甲醇制造等。以上催化剂均采用熟知的浸渍方法制造，即将带有活性组分的水溶液通过浸渍法，浸渍到载体TiO2上，活性组分可以分散到载体表面或内部。
本实施例提供的催化剂再生方法以TiO2为催化剂载体，假定和催化剂相关的副反应无关，使用碱性金属化合物及碱土类金属化合物的水溶液进行清洗，在毒性物质较容易去除的同时，催化剂活性也出现了显著的恢复，该方法简单易操作，处理成本低，回收方便。
在本实施例中，催化剂的活性组分从Ru、Pd、Rh、Pt、Ni、Co、Mn、Au、Ir、Os、Fe及Ce中至少选择一种。
在本实施例中，作为被毒催化剂的清洗液，使用碱性金属及碱类金属的氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐等化合物中至少1种水溶液，如Na2CO3。
以碱性金属及碱类金属的化合物，如碳酸钠、氢氧化钠等为例。在这些化合物中，碳酸钠比较受欢迎。水溶液浓度根据催化剂活性组分的量、以及活性降低的程度(特别是被毒物质析出量、分散性等)来定，通常溶液的浓度在1～10％左右的范围，尤其是1～5％之间效果更好。通常清洗温度也会对处理效果产生影响，一般选用温度在20～100℃左右的水溶液对催化剂进行清洗。为缩短催化剂清洗时间，用70～100℃左右的高温清洗效果更好。用上述水溶液清洗后的催化剂，再用去离子水洗涤，后续干燥。该方法，根据特定化合物的水溶液进行清洗的方法比较简单，可以进行被毒催化剂的再生，再生后的催化剂在使用中二次被毒害，也可以采用相同的方法再生。
在本实施例中，被毒催化剂的清洗，可以在反应器内(状态不变)进行，也可以把催化剂从反应器中取出来进行清洗。
需要说明的是该方法适用于需要再生的催化剂，是以催化剂的活性组分Ru、Pd、Rh、Pt、Ni、Co、Mn、Ce、Au、Ir、Os及Fe中至少选择1种，以TiO2为载体的组合。而对和催化剂相关的反应或催化剂的使用领域没有限制。
下面通过具体实例对本发明作进一步说明。
实例1
在超临界条件下，使用催化剂对正己烷进行分解制造燃料气体甲烷的过程中，催化剂为Ru2％/TiO2，被硫黄毒害后，其甲烷的选择性降低，通过清洗来再生。即用容器内催化剂5倍体积量的Na2CO3水溶液(浓度＝0.375％、温度＝98℃)对催化剂进行煮沸清洗1个小时，再用催化剂5倍体积量的蒸馏水清洗5分钟(重复3次)，在空气中用100℃干燥2个小时。
如上述使用再生后的Ru2％/TiO2催化剂，在超临界条件下(400℃×25MPa)，再次用正己烷为原料，进行燃料气体甲烷的制造。结果如表1所示。
实例2
在超临界条件下，使用催化剂对正己烷进行分解制造燃料气体甲烷的过程中，催化剂为Ni2％-TiO2，被硫黄毒害后，其甲烷的选择性降低，进而导致催化剂活性降低，用实施例1同样的操作再生后，再次用正己烷为原料，进行燃料气体甲烷的制造。结果如表1所示。
表1不同催化剂的再生对比表
从表1结果中看出，当催化剂中毒时，已烷分解率有明显下降。使用本发明方法进行催化剂再生后，催化剂又具有和最初同样的已烷完全分解的能力。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (4)

1.一种催化剂的再生方法，其特征在于，对被硫黄化合物毒害的载体成分为TiO2的催化剂，从碱金属及碱土类金属的氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐及硫酸盐中选择至少一种水溶液，通过清洗进行催化剂再生。
2.根据权利要求1所述的催化剂的再生方法，其特征在于，所述催化剂的活性组分从Ru、Pd、Rh、Pt、Ni、C o、Mn、Au、Ir、Os、Fe及Ce中至少选择一种。
3.根据权利要求1所述的催化剂的再生方法，其特征在于，所述水溶液为Na2CO3。
4.根据权利要求1所述的催化剂的再生方法，其特征在于，用所述水溶液在20～100℃之间对催化剂进行清洗。
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