本發(fā)明涉及催化劑合成，尤其涉及一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法及應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

1、氧化鋅作為脫硫劑在石油化工、煤化工、化肥生產(chǎn)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其在脫硫過程中，主要與物料中的硫化氫發(fā)生反應(yīng)生成硫化鋅，從而使待脫硫物料中的氣態(tài)硫固化，達(dá)到脫硫目的，氧化鋅脫硫劑脫硫精度高，硫容大，是目前應(yīng)用最為廣泛的精脫硫劑，工業(yè)消耗量大，隨著脫硫過程的進(jìn)行，絕大部分氧化鋅逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閦ns而失去活性，待其硫容穿透時(shí)，即被替換下來成為廢劑；

2、廢氧化鋅脫硫劑中鋅含量高，大部分沒有獲得良好的回收利用，造成資源的浪費(fèi)，同時(shí)還可能帶來環(huán)境污染問題；

3、現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于廢氧化鋅脫硫劑的再生主要有干法和濕法兩類；

4、干法是將廢氧化鋅脫硫劑在空氣中煅燒分解，重新生成氧化鋅的工藝，干法工藝應(yīng)用較廣，但在煅燒過程中產(chǎn)生含硫廢氣造成二次污染，而且煅燒所得氧化鋅活性低，無法直接作為脫硫劑重新投入使用，往往還需經(jīng)酸處理后得到鋅鹽等產(chǎn)品，例如專利號為cn201610946195.8、cn201310616051.2的發(fā)明專利等提出的回收利用工藝。

5、濕法是將廢氧化鋅脫硫劑經(jīng)酸溶、沉淀、煅燒處理而再生的工藝，在濕法工藝中，硫化鋅與酸進(jìn)行反應(yīng)，為防止硫化氫氣體的釋放，需要加入氧氣、雙氧水等氧化劑，工藝控制要求較高，處理不當(dāng)容易帶來環(huán)境污染，如專利申請?zhí)枮閏n202210354823.9的發(fā)明專利提出了一種將廢氧化鋅脫硫劑與銅源在酸性環(huán)境下反應(yīng)制取硫化銅的方法，該法較好地脫除并利用了廢氧化鋅脫硫劑中的硫元素，但是對含鋅溶液未做處置。

6、在上述工藝中，廢氧化鋅脫硫劑經(jīng)多個(gè)處理步驟得到鋅鹽或再生的氧化鋅脫硫劑，大多過程較為復(fù)雜，有二次污染風(fēng)險(xiǎn)，對鋅的利用價(jià)值提升不大，因此開發(fā)環(huán)境友好的、附加值高的廢氧化鋅脫硫劑回收利用方法十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)中提出的問題，而提出的一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法及應(yīng)用方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法，主要包括一下步驟：

4、步驟一、將廢氧化鋅脫硫劑與銅源、無機(jī)酸進(jìn)行水熱反應(yīng)后，經(jīng)過濾移去生成的硫化銅固體，得到含鋅溶液；

5、步驟二、向所得含鋅溶液中加入三嵌段共聚物p123至完全溶解，然后加入正硅酸乙酯；

6、步驟三、采用氨水調(diào)節(jié)溶液ph值，調(diào)節(jié)ph范圍為3.5-7.5；

7、步驟四、加入尿素，攪拌均勻后進(jìn)行水熱反應(yīng)；

8、步驟五、將水熱所得固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌干燥后，在一定溫度下焙燒，得到氧化鋅催化劑。

9、優(yōu)選地，所述步驟一中的銅源為氧化銅或銅鹽中的一種。

10、優(yōu)選地，所述步驟一中的無機(jī)酸為硫酸、硝酸或鹽酸中的一種。

11、優(yōu)選地，所述步驟二中的正硅酸乙酯與含鋅溶液中鋅離子的摩爾比為0.5:1至3:1，所述三嵌段共聚物p123與正硅酸乙酯的質(zhì)量比為0.25:1至1.5:1。

12、優(yōu)選地，所述步驟四中的尿素與含鋅溶液中鋅離子的摩爾比為5:1至15:1。

13、優(yōu)選地，所述步驟四中的水熱反應(yīng)溫度為100-200℃。

14、優(yōu)選地，所述步驟五中的焙燒溫度為400-650℃，焙燒時(shí)間為1-12小時(shí)。

15、一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑，采用用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法制備，所述氧化鋅催化劑呈花片狀，所述氧化鋅催化劑的厚度為8-12nm，所述氧化鋅催化劑的比表面不小于100m2/g。

16、一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑的應(yīng)用，用于苯甲酸氣相加氫還原制苯甲醛。

17、優(yōu)選地，將所述催化劑裝入固定床反應(yīng)器中，將氫氣與氣化后的苯甲酸通入該反應(yīng)器，其中，氫氣與苯甲酸的摩爾比為20:1-100:1；所述固定床反應(yīng)器空速為200-2000h-1，反應(yīng)溫度為300-500℃。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法及應(yīng)用方法，具備以下有益效果：

19、1、該用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法及應(yīng)用方法，通過

20、2、該用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法及應(yīng)用方法，通過

21、3、該用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法及應(yīng)用方法，通過

22、該裝置中未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的有益效果為：

23、1、變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了廢氧化鋅脫硫劑中鋅元素回收和增值利用；

24、2、工藝簡單，安全環(huán)保，僅通過兩步水熱反應(yīng)使廢氧化鋅脫硫劑中的硫和鋅都得到了回收再利用；

25、3、在合成氧化鋅的水熱過程中加入正硅酸乙酯，水熱得到硅酸鋅初級產(chǎn)物，經(jīng)焙燒后得到負(fù)載的氧化鋅催化劑，活性組分分散性好；

26、4、催化劑呈現(xiàn)厚度為10nm左右的花片狀形貌，比表面積大；

27、5、催化劑性能優(yōu)異，能夠高效地催化苯甲酸氣相加氫還原制苯甲醛；

28、6、廢氧化鋅脫硫劑中含有的錳等少量過渡金屬，帶來提升氧化鋅催化劑活性的有益效果。

技術(shù)特征：

1.一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法，其特征在于，主要包括一下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法，其特征在于，所述步驟一中的銅源為氧化銅或銅鹽中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法，其特征在于，所述步驟一中的無機(jī)酸為硫酸、硝酸或鹽酸中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法，其特征在于，所述步驟二中的正硅酸乙酯與含鋅溶液中鋅離子的摩爾比為0.5:1至3:1，所述三嵌段共聚物p123與正硅酸乙酯的質(zhì)量比為0.25:1至1.5:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法，其特征在于，所述步驟四中的尿素與含鋅溶液中鋅離子的摩爾比為5:1至15:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法，其特征在于，所述步驟四中的水熱反應(yīng)溫度為100-200℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法，其特征在于，所述步驟五中的焙燒溫度為400-650℃，焙燒時(shí)間為1-12小時(shí)。

8.一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法制備，所述氧化鋅催化劑呈花片狀，所述氧化鋅催化劑的厚度為8-12nm，所述氧化鋅催化劑的比表面不小于100m2/g。

9.一種包括權(quán)利要求8所述的用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑的應(yīng)用，其特征在于，用于苯甲酸氣相加氫還原制苯甲醛。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑的應(yīng)用，其特征在于，將所述催化劑裝入固定床反應(yīng)器中，將氫氣與氣化后的苯甲酸通入該反應(yīng)器，其中，氫氣與苯甲酸的摩爾比為20:1-100:1；所述固定床反應(yīng)器空速為200-2000h-1，反應(yīng)溫度為300-500℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法及應(yīng)用方法，屬于催化劑合成技術(shù)領(lǐng)域。一種用于苯甲酸加氫反應(yīng)的氧化鋅催化劑制備方法及應(yīng)用方法，能夠?qū)崿F(xiàn)了廢氧化鋅脫硫劑中鋅元素回收和增值利用；工藝簡單，安全環(huán)保，僅通過兩步水熱反應(yīng)使廢氧化鋅脫硫劑中的硫和鋅都得到了回收再利用；在合成氧化鋅的水熱過程中加入正硅酸乙酯，水熱得到硅酸鋅初級產(chǎn)物，經(jīng)焙燒后得到負(fù)載的氧化鋅催化劑，活性組分分散性好；催化劑呈現(xiàn)厚度為10nm左右的花片狀形貌，比表面積大；催化劑性能優(yōu)異，能夠高效地催化苯甲酸氣相加氫還原制苯甲醛；廢氧化鋅脫硫劑中含有的錳等少量過渡金屬，帶來提升氧化鋅催化劑活性的有益效果。

技術(shù)研發(fā)人員：張恒,紀(jì)紅兵,苗龍雪,魯建,熊超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：滕州市騰龍食品科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21