飞潮过滤——雷尼镍催化剂中磁性过滤法的研究

雷尼镍催化剂中磁性过滤法的研究

作者：刘法军 张军明

 

摘要：

       本文探讨了利用雷尼镍催化的强磁性原理，采用电磁过滤法去除雷尼镍催化剂，克服了雷尼镍的易燃特性，高活性的催化剂回收后循环使用，再次参与反应给企业带来的经济效益。

 

       雷尼镍又译兰尼镍，是一种由带有多孔结构的镍铝合金的细小晶粒组成的固态异相催化剂，因其催化活性高、稳定性强、导热性好等特点，常用于容易进行氢化或选择性加氢的反应，在环丁烯砜加氢制备环丁烷砜，对硝基苯酚加氢制备对氨基苯酚，芳香环加氢制备环烷烃，醛、酮加氢制备醇，芳胺、双氧水的的制备领域有着广泛的应用。

 

 

（电磁过滤）

        雷尼镍暴露在空气中即可自燃，十分危险。这一个特性给反应后的分离过滤过程带来了极大的挑战。传统的过滤方法将反应液通过内衬尼龙滤袋的不锈钢滤斗，用真空抽入浓缩釜，将催化剂过滤出来，由于过滤滤斗为敞口状态，风险极大。同时经过反应后的雷尼镍催化剂仍具有很高的活性，循环使用将带来巨大的经济效益，然而敞开式的过滤方式容易使雷尼镍催化剂氧化失活，丧失了循环使用的可能性。

 

       为了克服雷尼镍催化剂易燃特性对过滤的影响，飞潮公司利用雷尼镍的强磁效应，采用磁性过滤法分离雷尼镍催化剂。Ferroclean Ⅱ型电磁过滤系统是一种利用电磁吸附原理，能够高效去除各种流体中的铁磁性杂质和顺磁性杂质，采用全封闭模式，自动控制充液、过滤、反洗过程，避免人工操作带来的风险。反吹、反洗时，采用断电除磁控制，使催化剂由于失去磁性吸附混入液体中，一同由排污口排出，液体形成保护层，隔绝了催化剂与空气接触，高活性催化剂可以直接循环使用。

 

       1.4-丁二醇（BDO）是一重要的有机和精细化工原料，Reppe法生产工艺主要有炔化反应和加氢反应两步组成，在加氢工段通常使用镍系催化剂。在新疆某大型煤化企业2012年上马10万吨/年BDO项目时，采用了飞潮FerrocleanⅡ型过滤系统对质量流量为13000Kg/h的反应出料进行过滤，物料中固体质量25Kg/h，液体密度961Kg/m3, 固体密度920Kg/m3，催化剂颗粒粒径10μm。过滤后物料中催化剂质量降至平均1.2Kg/h，回收催化剂效率约95%以上。

 

 

       甲苯二胺（TDA）是聚氨酯的主要原料，TDA通常由二硝基甲苯（DNT）催化氢化反应制得。催化剂可以是雷尼镍、铁或铂、钯等贵金属。

 

 

（加氢过滤流程图）

 

某国际跨国化工公司，2014年改造原雷尼镍催化剂回收工艺，采用了飞潮Ferroclean Ⅱ型过滤系统进行中试，进料量40m3/h，催化剂含量0.02%，催化剂颗粒3~10um，操作压力0.4MPa，操作温度150℃，经现场运行测试催化剂回收率大于98%。经测算，经济效益可观，每年可以节省催化剂费用300多万。

 

       经过飞潮公司多年的实践，雷尼镍催化剂磁性过滤法的可行性、安全性和经济性得到验证。Ferroclean Ⅱ型电磁过滤系统甚至对弱磁性或顺磁性颗粒亦有过滤作用，可以广泛应用于化工催化剂过滤领域。

 

飞潮过滤让世界更清洁，让生活更美好！