【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，尤其涉及一种破氰催化剂及其制备方法和在破解含氰废气中的应用。
技术介绍
1、芳香腈氰基有很高的化学活性，经过加氢及缩合反应可以合成各种精细化工产品，已经被广泛应用于医药、香料、农药以及树脂等很多行业。但是，在含芳香腈氰基化合物的合成过程中，会产生副产物氢氰酸，其属于非常规污染物的范畴，氰化氢(hcn)是剧毒物质，毒性是co的35倍。我国对含氰废气的排放有明确的规定限制，但现在对于含氰废气处理技术的研究报道还比较少。
2、目前氢氰酸的消除方法包括：吸收-液相氧化法、吸附法、燃烧法、催化水解法和催化氧化法等。在氨氧化合成腈化物过程中，氨气大大过量，需要回收利用，而氢氰酸夹杂其中。吸收-液相氧化法、吸附法和燃烧法在大规模应用上有一定的局限性，且对资源的利用率较低；催化氧化方法需要通入氧化剂，造成氨气的浪费，且转化过程可能形成nox，造成二次污染。相比于其他方法，催化水解法更适合此工艺。
3、cn107913595a公开了一种含氰废气的催化氧化催化剂，主要活性组分为氧化钨，载体为tio2、zro2、sio2和al2o3中的一种，该文献所述催化剂对反应后nox的含量进行了优化，虽然降低了催化氧化后nox的生成量，但是依然有50ppm左右的含量，并且对尾气中的可利用组分造成了浪费。
4、cn107913725a公开了一种处理含氰废气的催化剂，主要活性组分为氧化铜，载体选自氧化锆、氧化铝、氧化钛和sba-15中至少一种，该文献所述催化剂可对氢氰酸进行催化氧化脱除，但是不能对其进循环利用
5、cn102040275a公开了一种含氰废水催化湿式氧化处理方法及催化剂，活性组分选自pt、pd、ru、ir等至少一种，载体为tio2、zro2、sio2和al2o3中的一种，该文献提供的催化剂及方法可选择性脱除含氰废水中的氢氰酸，但是废气经过水吸收后再进行处理，会造成大量的水资源浪费。
6、综上所述，现有技术对含氰废气催化破解以及贵金属催化破解进行了研究，但未提及如何提升原料利用率、现有废气组分适用性及其催化活性优化等。故目前亟需开发一种新型的催化破解含氰废气的催化剂及其制备方法，以期可以提升氢氰酸破解效率，提升原料的综合利用率，提升催化剂适用性以及催化活性，还希望可以提高催化剂的稳定性和机械强度，以适合大规模工业化生产应用。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种破氰催化剂及其制备方法和在破解含氰废气中的应用。本专利技术催化剂可以提升氢氰酸破解效率，提升氨氧化制备含腈化合物时原料中氨的回收率和原料的综合利用率；本专利技术催化剂适用性和催化活性得到提升，还可以提高催化剂的稳定性和机械强度，适合大规模工业化生产应用。本专利技术催化剂适合于氨氧化制备含腈化合物时含氰废气的催化处理，尤其适合间二甲苯氨氧化制备间苯二甲腈过程中产生的含氰废气的催化处理。
2、为达到其目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、在本专利技术的一个方面中，涉及一种破氰催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
4、(1)配置含有活性组分的化合物的水溶液，得到第一反应液；
5、(2)将铝源与硅源混合，得到第一混合液；将助剂与所述第一混合液混合，得到第二混合液；所述第二混合液经陈化处理得到第二反应液；
6、(3)将所述第二反应液与第一反应液混合，得到浸渍混合液；
7、(4)对所述浸渍混合液进行浓缩、干燥和焙烧，得到所述破氰催化剂；
8、其中，
9、所述助剂选自多元醇、有机酸和有机胺中的一种或多种；
10、所述活性组分包括：fe；cu；ni、mg和zr中的一种或多种；以及，ce、pt和ru中的一种或多种。
11、在步骤(1)中，涉及配置含有活性组分的化合物的水溶液，需要指出的是，在本专利技术的
中，当确定了催化剂的活性组分的情况下，技术人员可以适当地选择含有活性组分的化合物并将其溶解于水中得到水溶液，而含有活性组分的化合物例如是这些活性组分的硝酸盐和卤化物等。
12、在本专利技术的优选实施方式中，所述多元醇选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、甘油和季戊四醇中的一种或多种，优选甘油。
13、在本专利技术的优选实施方式中，所述有机酸选自酒石酸、柠檬酸和马来酸中的一种或多种，优选酒石酸。
14、在本专利技术的优选实施方式中，所述有机胺选自二乙醇胺、二乙胺、环己胺、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种，优选二乙胺和/或二乙醇胺。
15、在本专利技术的优选实施方式中，所述助剂与所述硅源中硅元素的摩尔比为1:0.01-15，更优选为1:0.5-10，例如1:0.1、1:1、1:3、1:5、1:7、1:9、1:11、1:13等。
16、值得说明的是，本专利技术在制备第二反应液时加入了助剂。本申请专利技术人惊讶地发现，加入助剂可以控制载体中孔口的尺寸及成型时间，有利于缩短催化剂的合成时间，同时提升了催化剂的破氰选择性。
17、不受任何理论的限制，本申请专利技术人认为，通过加入助剂，可以凭借助剂分子间作用力较强和具有较强偶极矩等特点，对sio2孔改性、调控酸性位具有很好的辅助作用，提高择形性，提升破氰的选择性。
18、在本专利技术的优选实施方式中，所述铝源包括偏铝酸钠和/或硫酸铝。
19、在本专利技术的优选实施方式中，所述硅源包括正硅酸乙酯和/或硅溶胶。
20、在本专利技术的优选实施方式中，按sio2与al元素的摩尔比计，所述硅源与所述铝源的硅铝比为1:0.001-0.1，优选为1:0.005-0.07，例如1:0.003、1:0.007、1:0.01、1:0.02、1:0.03、1:0.05、1:0.09等。
21、在制备第二反应液时，通过精准调节反应液的硅铝比，可以精确调节载体中al2o3含量，进而调控载体的酸量，为后续破氰反应提供更多的活性位。若硅铝比高于本专利技术所选范围，会导致酸性位不足，进而导致催化剂的活性位减少，导致催化剂活性不足；若硅铝比低于本专利技术所选范围，强酸性位增多，酸性增强，对氨气的吸附能力增强，过量氨气的吸附，导致催化剂活性位被覆盖，破氰选择性降低。
22、在本专利技术的优选实施方式中，步骤(2)中所述陈化处理的时间为3-24h，优选为5-12h，例如8h、16h、20h等。
23、在本专利技术的优选实施方式中，步骤(2)中所述陈化处理的温度为40-120℃，优选为50-100℃，例如60℃、80℃等。
24、在本专利技术的优选实施方式中，步骤(4)中所述浓缩为蒸发浓缩，温度为40-120℃，例如60℃、80℃、100℃等。
25、在本专利技术的优选实施方式中，所述蒸发浓缩得到固含量为25-70％(例如50％)的浆态料液。
26、在本专利技术的优选实施方式中，步骤(4)中所述干燥的温度为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种破氰催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其中，
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其中，
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其中，
7.一种破氰催化剂，其组成为：
8.根据权利要求7所述的破氰催化剂，其是根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法得到的。
9.根据权利要求7或8所述的破氰催化剂，其中，
10.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法得到的破氰催化剂或者根据权利要求7-9中任一项所述的破氰催化剂在破解含氰废气中的用途。
【技术特征摘要】
1.一种破氰催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其中，
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其中，
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚永华，吴保强，易光铨，万毅，孙康，李作金，纪勇强，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。