Регенерация металлсодержащих катализаторов

В промышленности органического синтеза используются нанесенные катализаторы, представляющие собой пленочные оксиды металлов, нанесенные на поверхность инертного носителя – силикагеля, графита. Оксиды получают при термическом разложении солей азотной кислоты.

Обычно катализаторы содержат d-металлы. Это – медь, ванадий, железо, кобальт, никель, марганец, хром и др. Под действием «каталитических ядов» они постепенно теряют свою активность.

Для регенерации катализаторов может быть использована технология их обработки в неводных растворах органического лиганда. В качестве основного неводного раствора использовался 0,01 М раствор салицилальанилина в диметилформамиде. Для повышения эффективности процесса растворения в неводную систему вводились протонодонорные компоненты (до 10 %) – HCl, HNO3, H3PO4, CH3COOH, а также проводили барботаж раствора воздухом. Степень извлечения d-металлов достигала 80-90 %.

При обработке в системе салицилальанилин–диметилформамид катализатора медь-висмут (содержание меди 150,1 г/кг и висмута 26,3 г/кг), извлечение меди происходит со скоростью 97,3 г·ч–1·м–2 и степенью извлечения 78 %. Для катализатора медь–никель–хром (содержание меди 124,4 г/кг, никеля 81,0 г/кг и хрома 29,9 г/кг) скорость процесса и степень извлечения меди составили 78,7 г·ч–1·м–2 и 77 %; никеля – 20,6 г·ч–1·м–2 и 81 %; хрома – 29,9 г·ч–1·м–2 и 84 % соответственно.

Полученные комплексные соединения при температуре 160-250 оC разлагаются с образованием высокодисперсных металлов.

Технологическую схему восстановления отработанных катализаторов можно представить, как показано на схеме (рис. 22).

Вначале процесса реставрации катализатора отработанный катализатор обрабатывается неводным раствором лиганда. Происходит образование комплексного соединения d-металла. Затем возможны два варианта дальнейшего процесса восстановления катализатора.

Регенерация металлсодержащих катализаторов

Рис. 22. Технологическая схема восстановления отработанных

катализаторов

Первый вариант – производится пропитка пористого носителя. После этого комплексное соединение восстанавливается до металла или до образования металла или оксида металла.

Второй вариант – электропроводящий носитель, например графит, помещается в неводном растворе комплексного соединения d-металла. Посредством электролиза на катоде восстанавливается металл.

Таким образом, адсорбированное поверхностью носителя комплексное соединение может быть восстановлено до d-металла или оксида посредством термического разложения комплексного соединения; взаимодействием комплексного соединения с сильным восстановителем, например гидразином, а также электрохимически.

  • Читать все новости