專利名稱：一種對吡啶腈催化氯化失活的催化劑復活的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從從吡啶腈催化氯化失活的活性炭催化劑中回收四氯吡啶腈并 復活催化劑的方法。
背景技術：
四氯吡啶腈的化學名為3，4，5，6_四氯吡啶-2-甲腈。它是一種重要的有機中間 體，可用于合成染料、殺蟲劑、塑料添加劑等。目前合成四氯吡啶腈的主要方法是在固定床 反應器中，以活性炭為催化劑，通入氯氣、氮氣和2-氰基吡啶的氣體在280°C 350°C下反 應，混合氣體經冷卻、結晶、分離得到產物四氯吡啶腈。由于反應過程催化劑極易失活，在生產四氯吡啶腈過程中產生了大量失活催化劑 活性炭，常規(guī)方法采用焚燒處理，產生了大量廢氣。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提出一種對吡啶腈催化氯化反應失活的活性炭催化劑進行復 活的方法，該方法不但可以變廢為寶，并有效避免處理過程中的廢氣的產生，得到高價值的 四氯吡啶腈。本發(fā)明的目的是通過如下措施來實現(xiàn)在裝有經吡啶腈催化氯化反應失活的活性炭的容器中通入含有空氣或氧氣的惰 性氣體，加熱使活性炭的溫度達到300°C 600°C，得到氣相產物；將氣相產物冷凝結晶，得 到含四氯吡啶腈的混合物晶體，當氣相產物中不再有易于冷卻結晶的產物后，繼續(xù)升高活 性碳的溫度到700°C 900°C，同時通入水蒸汽或二氧化碳活化，得到的吸附性能恢復的活 性炭?；钚蕴康臏囟仍?00°C 600°C下，優(yōu)選維持IOmin 120min。所述的容器為固定床反應器。氣相產物冷凝到常溫即可結晶得到含四氯吡啶腈的混合物晶體。本發(fā)明通過二段升溫的方法，首先在低溫下加熱回收其中的高價值物質，然后再 在高溫下進行活化，使活性炭的物理性能完全恢復，可使失活后的活性炭得到重復使用，極 大地提高了資源的利用價值。且發(fā)明人更加沒有預料到的是通過本發(fā)明的方法所得到的復 活的活性炭，其性能包括比表面積，比容可以達到比未使用前的催化劑有更高的提升。所述活性炭的加熱方式，可以是電加熱、燃料燃燒加熱或微波加熱等方式。所述通入的惰性氣體可以是氮氣、二氧化碳、氬氣等氣體。惰性氣體與活性炭的質 量比為0.01 10 1。含有空氣或氧氣的惰性氣體中氧的濃度不高于22%。所述回收含四氯吡啶腈混合物后的活性碳，繼續(xù)升溫并通入水蒸汽或二氧化碳進 行活化，活化溫度為700°C 900°C，活化時間為30min 90min。由于失活催化劑活性炭含有大量的有機物，如果對活性炭按常規(guī)方法在高溫活 化，會產生大量廢氣。直接燃燒處理，雖然尾氣污染有所降低，但浪費了寶貴的資源。本發(fā)明采用兩段升溫的方法，首先回收其中的有用物質，再對活性炭進行活化，可有效提高資源 的利用率，在惰性氣體中加入氧或空氣可以將催化劑殘留的低分子物質氧化，既可減少尾 氣中有害物質的排放，同時氧化產生的熱量可以降低過程所需的能耗。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點設備投資小，不僅可以回收失活催化劑活性炭中高價值 的物質，同時還可以對活性炭進行活化?；厥盏奈镔|可以直接用于制備四氯吡啶甲酸，活化 后的活性炭可以重新用作吡啶腈氯化合成四氯吡啶腈的催化劑，實現(xiàn)了廢物資源的最大化 利用，具有明顯的經濟效益。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明，本發(fā)明不限于實施例，其實施方式可以 是發(fā)明內容所述的任一種方式。實施例1在裝有38. 4g吡啶腈催化氯化失活催化劑活性炭的固定床反應器中，在流量為 2 4L/h的氮氣保護下，將物料采用電加熱升溫至550士5°C，保溫20min ；將氣相產物冷凝 到常溫，得到白色固體粉末產品，其質量為5. 7g;其中四氯吡啶腈的質量分數(shù)為64. 32%, 五氯吡啶的質量分數(shù)為32. 16%。繼續(xù)升溫到850士5°C，停止通入氮氣，改為通入水蒸汽， 其流量為0. 6g/min，在850士5°C活化60min，再生前后活性炭的物理性能如表1所示。表1再生前后催化劑的對比比表面(m2/g)897. 32214.6721061. 220
孔容(cm3/g)0.1670.0070.278實施例2在裝有38. 4g吡啶腈催化氯化失活催化劑活性炭的固定床反應器中，在流量為 5 6L/h的二氧化碳保護下，將物料采用微波加熱升溫至400士5°C，保溫60min ；將氣相 產物冷凝到常溫，得到白色固體粉末產品，其質量為5. 9g;其中四氯吡啶腈的質量分數(shù)為 66. 42%，五氯吡啶的質量分數(shù)為31. 83%。繼續(xù)升溫到900士5°C，在該溫度下活化40min， 再生前后活性炭的物理性能如表2所示。表2再生前后催化劑的對比
物現(xiàn)性能新催化劑失活催化劑 種卞催化劑n±MT(mVg)89773221476729877430
孔容(cm3/g)0.1670.0070. 264實施例3在裝有38. 4g吡啶腈催化氯化失活催化劑活性炭的固定床反應器中，加入含氧為 5%，流量為5 6L/h的二氧化碳，將物料采用微波加熱升溫至300°C后，停止加熱，物料溫 度慢慢上升到600°C，保溫40min ；將氣相產物冷凝到常溫，得到白色固體粉末產品，其質量為5. Sg。其中四氯吡啶腈的質量分數(shù)為68. 42%，五氯吡啶的質量分數(shù)為30. 83%。繼續(xù)升 溫到700士5°C，在該溫度下活化60min，再生前后活性炭的物理性能如表3所示。表3再生前后催化劑的對比
權利要求
1.一種對吡啶腈催化氯化失活的催化劑復活的方法，其特征在于在裝有經吡啶腈催化氯化反應失活活性炭的容器中通入含有空氣或氧氣的惰性氣體， 加熱使活性炭的溫度達到300°c 600°C得到氣相產物；將氣相產物冷凝結晶，得到含四氯 吡啶腈的混合物晶體，當氣相產物中不再有易于冷卻結晶的產物后，繼續(xù)升溫到700°C 900°C，同時通入水蒸汽或二氧化碳活化，得到吸附性能恢復的活性炭。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于活性炭的溫度在300°C 600°C下，維持 IOmin 120mino
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于通入水蒸汽或二氧化碳活化30min 90mino
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的惰性氣體為含有空氣或氧氣的氮氣、二氧化碳或氬氣。
5.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于通入的含有空氣或氧氣的惰性氣體 中氧的濃度為不高于22%。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述加熱方式為電加熱、燃料燃燒加熱 或微波加熱。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的容器為固定床反應器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對吡啶腈催化氯化失活的催化劑復活的方法。通入含氧的惰性氣體采用加熱使失活活性炭的溫度升高到300℃～600℃，將氣相產物冷凝可得到主要含四氯吡啶腈的晶體混合物。該方法，可以從廢棄的催化劑中回收高價值的產品，同時減少了失活活性炭對環(huán)境的污染，進一步升溫活化活性炭，可使活性炭的性能完全恢復。
文檔編號B01J21/20GK102133523SQ20111000476
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權日2011年1月11日
發(fā)明者王浩新, 王良芥, 羅和安, 艾秋紅, 黃榮輝 申請人:湘潭大學