镍‑硅合金的制造方法.pdf

上传人:罗明 文档编号:5319552 上传时间:2019-01-03 格式:PDF 页数:16 大小:1.44MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201580025843.X

申请日:

2015.05.21

公开号:

CN106460093A

公开日:

2017.02.22

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 1/02申请日:20150521|||公开

IPC分类号:

C22C1/02; B01J25/02; B01J25/04; B01J38/02; C22B7/00; C22C1/08; C22C19/03; C07C29/141; C07C31/125

主分类号:

C22C1/02

申请人:

捷恩智株式会社

发明人:

児岛健志; 河村栄

地址:

日本东京千代田区大手町二丁目2番1号

优先权:

2014.05.21 JP 2014-105285

专利代理机构:

北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205

代理人:

马爽;臧建明

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明提供一种将已使用过的镍‑硅系海绵催化剂用作原料的一部分而制造镍‑硅合金的方法,其主要构成在于:将包含已使用过的海绵镍催化剂的镍源、硅源及碳源供给到电炉内,在电炉的炉内温度为1,200℃至1,500℃下进行4小时至30小时加热反应。镍源可使用新镍、已使用过的海绵镍催化剂、电炉残存镍‑硅合金半制品的混合物,硅源可使用将金属硅混合到硅石中而成的物质,碳源可使用市售的木炭或锯屑炭。电炉的炉内温度最优选1,230℃至1,270℃。

权利要求书

1.一种镍-硅合金的制造方法,其特征在于:将包含已使用过的海绵镍催化剂的镍源、
硅源及碳源供给到电炉内,在电炉的炉内温度为1,200℃至1,500℃下进行4小时至30小时
加热反应。
2.根据权利要求1所述的镍-硅合金的制造方法,其中镍源为选自由新镍、已使用过的
海绵镍催化剂、电炉残存镍-硅合金半制品所组成的组群中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的镍-硅合金的制造方法,其中硅源为金属硅和/或
硅石。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的镍-硅合金的制造方法,其中碳源为市售的木炭
和/或锯屑炭。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的镍-硅合金的制造方法,其中电炉的炉内温度为
1,230℃至1,270℃。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的镍-硅合金的制造方法,其中已使用过的海绵镍
催化剂中,镍纯度为50重量%至70重量%、硅为30重量%至50重量%、铁为4重量%以下。
7.根据权利要求2所述的镍-硅合金的制造方法,其中用作镍源的新镍的纯度为99.5重
量%以上。
8.根据权利要求3所述的镍-硅合金的制造方法,其中用作硅源的硅石的纯度为99.0重
量%以上。
9.根据权利要求3所述的镍-硅合金的制造方法,其中用作硅源的金属硅的纯度为99.0
重量%以上。
10.根据权利要求4所述的镍-硅合金的制造方法,其中用作碳源的木炭或锯屑炭不含
硫、磷、砷、铋、卤素中的任一种。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的镍-硅合金的制造方法,其中将原料预先利用
混合机均质混合后供给到电炉中。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的镍-硅合金的制造方法,其中利用高温熔融反
应获得的镍-硅石合金的比重为4.3至5.1,且含有镍45重量%至65重量%、硅35重量%至50
重量%、铁4重量%以下。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的镍-硅合金的制造方法,其中单独或重复进行
如下工序:镍源的80重量%以上使用已使用过的海绵镍催化剂而制造镍-硅合金。

说明书

镍-硅合金的制造方法

技术领域

本发明涉及一种将作为氢化催化剂的海绵镍催化剂的已使用过的废催化剂作为
原料而制造镍-硅合金的方法。

背景技术

海绵镍氢化催化剂是莫里雷尼(Muray Raney)所发明的催化剂,通常以作为商品
名的雷尼镍(Raney Nickel)的称呼为大众所熟知,如美国专利第1,628,190号说明书中所
记载,其是制作出具有催化剂作用的金属与不具有催化剂作用的金属的合金,并将不具有
催化剂作用的金属利用碱性水溶液部分地溶出去除(将该操作称为“展开”)而获得的金属
催化剂。

莫里雷尼(Muray Raney)也研究了除镍与铝的组合以外添加硅的三元体系。如果
使用硅、铝的混合物,则由于两金属的性状不同,故而合金制造变得复杂。因此,一直以来仅
由镍与铝来制造合金。

目前,市场上所销售的、通常使用的海绵镍氢化催化剂是镍-铝系的海绵镍。

另外,如果将已使用过的镍-硅系海绵镍催化剂放置在空气中则会自燃,因此必须
长期在水中保存,且在失活后废弃,鉴于这一问题,可以说极难将已使用过的镍-铝系海绵
镍催化剂再用作催化剂,但从镍的价格高昂以及资源有效利用的观点考虑,实际情况是在
本技术领域中关于该催化剂的再利用(再生)已进行了多方面的研究。

例如,海绵催化剂的发明者莫里雷尼(Muray Raney)也提出了将已使用过的催化
剂再生为合金的方法(专利文献2)。该方法是将已使用过的海绵镍催化剂进行氧化而制成
氧化物,在该氧化物中混合还原物质并进行加热而制造合金。

另外,除此以外已知如下方法:在有机过氧化物聚合物的氢化分解中使用雷尼镍
(镍-铝系海绵)催化剂,实施批次式反应,在反应后将每次失活的催化剂分离,使催化剂在
碱性水溶液中展开再生,从而进行再利用(专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:美国专利第2,139,602号说明书

专利文献2:日本专利特公昭53-38719号公报

非专利文献

非专利文献1:精细化工(Fine Chemical)中的氢化反应、第25页~第59页、RL,L奥
古斯丁(RL,LAuguestine)著、上原陵一译、日刊工业出版社(1974年3月)

非专利文献2:接触氢化反应、第15页~第21页、西村重夫、高木弦著、东京化学同
人(1987年4月

发明内容

发明所要解决的问题

然而,专利文献1中所记载的方法的工序长,设备费用或再生成本变高,而在工业
上未被利用。

另外,专利文献2中所记载的方法是利用氢化分解中所特有的现象,存在如下问
题:即便利用同样的方法实施双键的氢化中所使用的催化剂的再利用,也无法恢复催化剂
功能。

总之,在工业上有益的方法中,以往并不知晓将已使用过的镍-硅系海绵催化剂用
作原料的一部分而制造镍-硅合金的方法。

解决问题的技术手段

本发明是鉴于所述现有技术的问题,提供一种以往并未实施的将已使用过的镍-
硅系海绵催化剂用作原料的一部分而制造镍-硅合金的方法。

海绵催化剂也可利用镍以外的其他金属催化剂,铜、铁、钴、铬等也可利用该方法
制作催化剂。另外,作为不具有催化剂作用、即可利用碱去除的金属,除硅以外,也可利用
铝、砷、锌、镁等。

如上所述,莫里雷尼(Muray Raney)提出了仅由镍与铝制造合金的尝试,但本发明
者等人在所述组成中将铝去除而制造由镍与硅形成的合金,评价其对双键的氢化催化剂功
能,结果发现与镍-铝系几乎同等,从而完成本发明。

即,根据本发明,提供一种镍-硅合金的制造方法,其特征在于:将包含已使用过的
海绵镍催化剂的镍源、硅源及碳源供给到电炉内,在电炉的炉内温度为1,200℃至1,500℃
下进行4小时至30小时加热反应。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中镍源为选自由新镍、已使
用过的海绵镍催化剂、电炉残存镍-硅合金半制品所组成的组群中的一种或两种以上的混
合物。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中硅源为金属硅和/或硅
石。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中碳源为市售的木炭和/或
锯屑炭。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中电炉的炉内温度为1,230
℃至1,270℃。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中已使用过的海绵镍催化
剂中,镍纯度为50重量%至70重量%,硅为30重量%至50重量%,铁为4重量%以下。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中用作镍源的新镍的纯度
为99.5重量%以上。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中用作硅源的硅石的纯度
为99.0重量%以上。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中用作硅源的金属硅的纯
度为99.0重量%以上。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中用作碳源的木炭或锯屑
炭不含硫、磷、砷、铋、卤素。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中将原料预先利用混合机
均质混合后供给到电炉中。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中利用熔融反应获得的高
温的镍-硅石合金放置冷却后的比重为4.3至5.1,且含有镍45重量%至65重量%、硅35重
量%至50重量%、铁4重量%以下。

另外,根据本发明,提供所述镍-硅合金的制造方法,其中单独或重复进行如下工
序:镍源的80重量%以上使用已使用过的海绵镍催化剂而制造镍-硅合金。

发明的效果

通过使用本发明的方法,可将迄今为止无法再利用的已使用过的镍-硅系海绵镍
催化剂作为原料,大量且低价地制造镍-硅系海绵镍催化剂用的镍-硅合金。

关于该效果,如果将已使用过的镍-硅系海绵镍催化剂放置在空气中则会自燃,因
此必须长期在水中保存,且在失活后废弃,鉴于这一本技术领域的技术常识,根据本发明,
可将已使用过的镍-硅系海绵镍催化剂进行再利用,且可确保其安全性,在环境方面也显著
优异。

附图说明

图1是本发明中的镍-硅合金的制造流程的概略图。

图2是本发明中的氢化装置的概略图。

具体实施方式

以下,依据实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明的特征在于一种硅石碳还原法,其作为可将已使用过的镍-硅系海绵镍催
化剂进行再利用而大量且低价地制造镍-硅合金的方法,在电炉中将硅石利用碳进行还原
而转化为硅,使该硅与镍反应。

即,金属镍与下述(1)式中所生成的硅如(2)式那样进行反应而制造目标镍-硅合
金的方法。

<反应式>

硅石与碳如(1)式那样进行反应,将硅石还原为硅,该硅与镍如(2)式那样进行反
应而形成镍-硅合金。

SiO2+2C→Si+2CO······(1)

xNi+ySi→(Ni)x(Si)y······(2)

SiO2:硅石 C:碳 Si:硅 CO:一氧化碳

镍源可单独或混合使用新镍、氢化反应等中所使用的已使用过的镍-硅系海绵镍
催化剂、合金制造工序中所产生的电炉残存镍-硅合金半制品(以下,称为电炉残存合金半
制品)等。

特别是,在将已使用过的镍-硅系海绵镍催化剂用作镍源的情况下,即便以80重
量%以上的比率混合到原料中,也可将其重复利用。能够以此种高比率进行回收利用的经
济上的优势(merit)大。

硅源使用硅石(SiO2),用以将硅石还原为硅(Si)的碳源使用木炭或锯屑炭。依据
(1)式,利用硅石与碳的反应获得硅,该硅与镍依据(2)式进行反应而获得镍-硅合金,硅源
也可将硅本身混合到硅石中而使用。

用作镍源的新镍优选高纯度的电解镍,具体而言,其纯度优选为99.5重量%以上。

新镍中也可含有0.5重量%以下的包含硫、磷、砷、铋等具有孤电子对的元素的化
合物作为杂质,但优选不含卤素离子及有机卤素化合物。

其原因在于,镍-硅合金在碱性水溶液中展开,制备海绵镍催化剂,主要用于双键
(化合物中的碳-碳键或碳-氧键等)的氢化,但由于作为海绵镍催化剂的活性点的镍金属原
子具有空的d-轨道,故而这些具有孤电子的化合物配位于镍上,明显地作为催化剂毒发挥
作用。

另外,卤素及有机卤素化合物也有与活性镍金属原子反应而使催化剂功能降低之
虞,特别是,碘化合物会使活性显著降低。

另外,作为其他镍源,氢化反应等中所使用的已使用过的镍-硅系海绵镍催化剂、
合金制造工序中所产生的电炉残存镍-硅合金半制品等由于不含上述杂质,故而可直接用
作原料。

(分析方法)

镍纯度:依据日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)H 1151 2.纯
分(Ni+Co)定量方法。

硫:依据JIS H 1151 12.2硫化氢汽化分离亚甲基蓝吸光光度法。检测极限:
0.0001重量%

磷:依据JIS H 1278镍及镍合金中的磷定量方法。检测极限:0.0005重量%

砷:依据JIS G 1225三氯化砷蒸馏分离钼砷酸蓝吸收光度法。检测极限:0.0005重
量%

铋:依据JIS H 1272镍及镍合金中的铋定量方法。检测极限:0.001重量%

卤素及有机卤素:依据试样燃烧离子色谱法(ion chromatography)。检测极限:10
重量ppm

用作原料的硅石优选纯度为99.0重量%以上,在含有杂质的情况下,可容许0.1重
量%以下的氧化钙、0.2重量%以下的氧化铝、0.1重量%以下的氧化镁。

如果含有所述含量以上的杂质,则这些化合物作为与硅石反应而生成盐的碱发挥
作用而生成硅石的难溶性盐,因此会妨碍硅石的利用碳的还原。另外,使用不含磷及硫化合
物的硅石。其原因在于,磷及硫化合物在用作氢化催化剂时成为催化剂毒。

(分析方法)

硅石纯度:依据JIS M 8852:1998 8.3脱水重量分析.吸光光度分析并用法。检测
极限:0.1重量%

氧化钙:依据JIS M 8852:1998 13感应耦合等离子体(Inductively Coupled
Plasma,ICP)发光分析法。检测极限:0.005重量%

氧化铝:依据JIS M 8852:1998 9 ICP发光分析法。检测极限:0.02重量%

氧化镁:依据JIS M 8852:1998 14 ICP发光分析法。检测极限:0.002重量%

用作原料的金属硅优选纯度为99.0重量%以上。另外,作为杂质可容许铁0.5重
量%以下、铝0.5重量%以下、钙0.3重量%以下,但优选不含磷及硼。

(分析方法)

金属硅纯度:依据JIS G 1322-1:2010硅定量方法重量法。检测极限:0.1重量%

铁:依据JIS G 1322-5:2010硅分离ICP发光分析法。检测极限:0.001重量%

铝:依据JIS G 1322-6:2010硅分离ICP发光分析法。检测极限:0.001重量%

钙:依据JIS G 1322-7:2010硅分离ICP发光分析法。检测极限:0.001重量%

磷:依据JIS G 1322-3:2010 6.硅分离ICP发光分析法。检测极限:0.002重量%

硼:依据JIS G 1322-3:2010 6.硅分离ICP发光分析法。检测极限:1重量ppm

硅石的还原中所使用的碳源使用市售的木炭和/或锯屑炭等,但优选使用不含用
作氢化催化剂时成为催化剂毒的硫、磷、砷、铋、卤素的物质。

(分析方法)

硫:依据试样燃烧离子色谱法。

检测极限:10重量ppm

磷:依据ICP发光分析法。检测极限:1重量ppm

砷:依据ICP发光分析法。检测极限:1重量ppm

铋:依据ICP发光分析法。检测极限:1重量ppm

卤素及有机卤素:依据试样燃烧离子色谱法。检测极限:10重量ppm

利用电炉所制造的镍-硅合金的镍与硅的比例可通过原料的调配而自由地调整。
但是,利用碱性水溶液展开后,根据用作氢化催化剂时的其催化剂功能与机械强度的要求,
必须以可获得比重4.3~5.1、镍45重量%~65重量%、硅35重量%~50重量%、铁4重量%
以下的镍-硅合金的方式进行调整。

如果合金中的镍的比例增加而成为镍65重量%以上、硅35重量%以下,则比重成
为5.1以上,利用碱性水溶液的展开变得困难,作为氢化催化剂的活性降低。反之,如果硅增
加而成为镍45重量%以下、硅50重量%以上,则比重成为4.3以下,变脆而在利用碱性水溶
液展开后无法用作催化剂。

为了制造所述目标组成的合金,必须根据原料中所使用的镍的种类而调整所使用
的硅相当重量与碳的比率。

表1.根据所供给的镍源,所要求的硅相当重量与碳的比率



实际上使用所述三种镍源,因此基于1)~3)的比率添加硅源与碳,在混合后用作
原料。

可用作原料的已使用过的海绵镍催化剂优选镍纯度为50重量%至70重量%、硅为
30重量%至50重量%、铁为4重量%以下。

(分析方法)

比重:JIS Z 8807:2012

在本发明中,为了制造镍-硅合金而使用电炉、优选电弧炉。

(提取的粗合金的处置)

将提取的粗合金直接放置在制品接盘并进行冷却。冷却后,从接盘的上层部三个
部位进行采样,测定其比重。将其平均值设为该提取批次的粗制品比重。

(分析方法)

比重:依据JIS Z 8807:2012利用液中秤量法的密度及比重的测定方法。

(作为氢化催化剂的海绵镍的制备)

作为本发明中所制造的镍-硅合金的最大用途的海绵镍的制备法在大量文献(例
如,非专利文献1、非专利文献2)中有记载。一般而言,使镍-硅合金在碱性水溶液中展开,并
进行水洗后,获得可用作氢化催化剂的海绵镍。

(海绵镍催化剂制备:展开)

如果表示海绵镍催化剂制备法的一例,则如下所述。

调整直径25mm~6mm的固定床氢化装置用海绵镍的方法是将镍-硅合金在48%氢
氧化钠溶液中以85℃、2小时45分钟展开后,冷却至室温,进行8小时以上水洗,获得氢化用
海绵镍。如此获得的海绵镍的镍含量为50重量%~70重量%,硅含量为50重量%~30重
量%。

(分析方法)

镍:依据硅分离二甲基乙二肟重量法。检测极限:0.1重量%

硅:依据JIS G 1322-1:2010硅定量方法重量法。检测极限:0.1重量%

(展开后的海绵镍催化剂的处理)

所述获得的固定床用海绵镍如果与空气接触,则会发生氧化,放热并且失活。另
外,其过程为氧化→干燥→放热→起火,因此使合金展开后的催化剂与空气接触的情况非
常危险。在湿润的状态下也进行氧化,但在10分钟以内不会引起失活。

(镍-硅合金制造流程图)

将本发明的镍-硅合金制造中的机器设置的流程图(flow sheet)的概略示于图1。
图1中,例示使用电弧炉作为电炉的情况。

对图1的镍-硅合金制造流程概略图进行说明。

使规定量的原料在混合机1中充分混合后,存储于容器(container)2中。必须利用
混合机将原料预先均质混合后向电炉供给。其原因在于,如果混合不充分,则作为硅源的硅
石无法利用碳源充分地还原为硅而直接以不溶性硅石的形态残存于电弧炉内。其会成为阻
碍连续运转的因素。

其次,依据电炉的运转顺序,完成炉的准备。完成炉的准备后,依据启动(start
up)顺序,将炉的运转升温至通常运转温度(1,200℃~1,500℃)。运转中,将炉内的温度保
持为1,200℃~1,400℃、更优选1,230℃~1,270℃的范围。如果达到可继续通常运转的状
态,则将容器2的经充分混合的原料移到原料储存盘3,以规定速度将必要量投入到电弧炉
5,从而制造合金。使电弧炉内的状态稳定需要1小时~2小时,其后进一步进行4小时~30小
时加热反应,成为可稳定生产镍-硅合金的状态。

目标镍-硅合金是每隔规定时间提取到接盘6。当将接盘6的提取的合金冷却到室
温时,将其利用破碎机(crusher)进行粉碎,其后分级为对应于使用目的的尺寸(size),获
得尺寸均匀的镍-硅合金制品。作业中产生的粉尘是利用No.1吹风机(blower)10、No.2吹风
机11抽吸,并利用No1.集尘机7及No2.集尘机8去除。集尘的尘是收纳于集装袋(flexible
container)9中而进行处理。

图2中表示本发明的氢化装置概略图。

在图2中,使用进料泵(feed pump)12以规定流量连续进料原料醛(aldehyde)。向
具有冷却功能的氢化器13中预先填充所展开的海绵镍催化剂(直径为25mm~6mm)。其次,利
用循环泵14使氢化器的反应液以规定流量循环。将规定压力的氢进料到氢化器中而开始氢
化反应。如果反应开始,则反应温度上升。反应温度是利用氢化器内置的冷却装置保持规定
温度。根据进料流量从来自循环泵14的分支管线提取等量的氢化制品(醇)。反应稳定后直
接继续氢化反应。

实施例

以下,基于实施例对将与本发明相关的回收海绵镍作为原料而制造镍-硅合金的
方法进行更详细的说明。

(实施例1)

作为原料的镍源,相对于已使用过的海绵镍催化剂100kg(镍62.7重量%、硅34.4
重量%、铁2.9重量%),使用电炉残存合金半制品5kg(镍35.8重量%、硅61.6重量%、铁2.6
重量%)、新镍5.65kg,硅源使用硅石41.1kg、碳源使用木炭26.9kg,利用图1所示的镍-硅合
金制造流程图中所记载的方法制造镍-硅合金。如果除去电炉残存合金半制品,则以99%的
产率获得比重4.89、镍54.2重量%、硅43.4重量%、铁2.3重量%的镍-硅合金制品。

(实施例2)

作为原料的镍源,使用已使用过的海绵镍催化剂100kg(镍62.7重量%、硅34.4重
量%、铁2.9重量%),相对于此,硅源使用硅石30kg,碳源使用木炭20kg,利用图1所示的镍-
硅合金制造流程图中所记载的方法制造镍-硅合金。如果除去电炉残存合金半制品,则以
99%的产率获得比重4.9、镍55.0重量%、硅42.5重量%、铁2.5重量%的镍-硅合金制品。

(实施例3)

作为原料的镍源,相对于已使用过的海绵镍催化剂100kg(镍62.7重量%、硅34.4
重量%、铁2.9重量%),使用新镍5kg,硅源使用硅石20.6kg、金属硅9.7kg,碳源使用木炭
9.4kg,利用图1所示的镍-硅合金制造流程图中所记载的方法制造镍-硅合金。如果除去电
炉残存合金半制品,则以99%的产率获得比重4.9、镍54.6重量%、硅43.2重量%、铁2.3重
量%的镍-硅合金制品。

(实施例4)

作为原料的镍源,使用已使用过的海绵镍催化剂100kg(镍62.7重量%、硅34.4重
量%、铁2.9重量%),相对于此,硅源使用硅石11.6kg、金属硅9.7kg,碳源使用木炭4kg,利
用图1所示的镍-硅合金制造流程图中所记载的方法制造镍-硅合金。如果除去电炉残存合
金半制品,则以99%的产率获得比重4.9、镍54.5重量%、硅43.0重量%、铁2.5重量%的镍-
硅合金制品。

(实施例5)

作为原料的镍源,使用新镍100kg,相对于此,硅源使用硅石176kg,碳源使用木炭
105.6kg,利用图1所示的镍-硅合金制造流程图中所记载的方法制造镍-硅合金。如果除去
电炉残存合金半制品,则以99%的产率获得比重4.9、镍54.9重量%、硅45.1重量%的镍-硅
合金制品。

(实施例6)

使实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5中所获得的镍-硅合金展开而制
成海绵镍-硅催化剂,测定各海绵催化剂的氢化能力。

首先,利用破碎机将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5中所获得的镍-
硅合金粉碎,获得直径25mm~6mm的固定床氢化用合金。

针对这些合金,利用段落0045中所记载的海绵镍催化剂制备的展开方法使各合金
展开,获得可用于氢化反应的海绵镍-硅催化剂。

氢化能力的测定是使用图2所示的不锈钢(stainless)制的2.5L的固定床氢化器,
在使用2-乙基己烯醛作为氢化原料制造2-乙基己醇的体系中实施。

该海绵镍-硅催化剂是使用1L,原料是以0.25L/Hr进料。氢化反应是在反应温度为
120℃~125℃、反应压力为2.5MPa~3.0MPa下实施。

原料及所获得的氢化反应物是使用气相色谱(gas chromatography)进行分析。

氢化反应是实施两年。对反应开始时与实施两年氢化反应后的氢化反应液进行气
相色谱分析,将这些的结果汇总于表2及表3。

表2.氢化反应开始时的产物分析值(气相色谱%)





表3.氢化反应开始两年后的产物分析值(气相色谱%)



气相色谱分析方法:分析机器 岛津 GC-2014型、

检测极限:0.01%

在氢化反应开始时,由实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5的合金获得
的海绵镍-硅催化剂的氢化能力无差异。

在氢化反应开始两年后,由实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5的合金
获得的海绵镍-硅催化剂的氢化能力也无差异。

根据表2、表3的结果,可知:将使用已使用过的海绵镍-硅催化剂作为原料的镍-硅
合金(实施例1至实施例4)的展开中所获得的海绵镍-硅催化剂、与由新镍获得的合金(实施
例5)的展开中所获得的海绵镍-硅催化剂进行比较时,具有相同氢化能力。

(实施例7)

依据实施例5的方法,使用新镍制造镍-硅合金,加以展开而获得海绵镍催化剂。将
其设为催化剂A。

将催化剂A用于两年氢化反应后回收催化剂A,利用实施例2或实施例4的方法将其
作为已使用过的催化剂而用作镍-硅合金制造的原料,获得合金,加以展开而获得海绵镍催
化剂。将其设为催化剂B。

进而,将催化剂B用于两年氢化反应后回收催化剂B,利用实施例2或实施例4的方
法将其作为已使用过的催化剂而用作镍-硅合金制造的原料,获得合金,加以展开而获得海
绵催化剂。将重复4次该催化剂的再利用而获得的海绵镍催化剂设为催化剂C。

进而,将催化剂C用于两年氢化反应后回收催化剂C,利用实施例2或实施例4的方
法将其作为已使用过的催化剂而用作镍-硅合金制造的原料,获得合金,加以展开而获得海
绵催化剂。将重复5次该催化剂的再利用而获得的海绵镍催化剂设为催化剂D。

使用图2所示的不锈钢制的2.5L的固定床氢化器,在2-乙基己烯醛向2-乙基己醇
的氢化反应中测定催化剂A、催化剂B、催化剂C、催化剂D的氢化能力。

这些海绵镍-硅催化剂是使用1L,原料是以0.25L/Hr进料。氢化反应是在反应温度
为120℃~125℃、反应压力为2.5MPa~3.0MPa下实施。原料及所获得的氢化反应物是使用
气相色谱进行分析。

氢化反应是实施两年。对反应开始时与实施两年氢化反应后的氢化反应液进行气
相色谱分析,将这些的结果汇总于表4及表5。

表4.氢化反应开始时的产物分析值(气相色谱%)





表5.氢化反应开始两年后的产物分析值(气相色谱%)



气相色谱分析方法:分析机器 岛津 GC-2014型、

检测极限:0.01%

在氢化反应开始时,催化剂A、催化剂B、催化剂C、催化剂D的海绵镍-硅催化剂的氢
化能力无差异。

在氢化反开始后,使用两年的催化剂A、催化剂B、催化剂C、催化剂D的海绵镍-硅催
化剂的氢化能力无差异。

根据表4、表5的结果,可知:即便重复10次以下循环(cycle),所获得的海绵镍催化
剂的活性也不变,所述循环为将已使用过的海绵镍催化剂作为原料制造镍-硅合金,并将该
合金展开,重新制造海绵镍。

(比较例1)

依据实施例7,将催化剂A、催化剂B、催化剂C、催化剂D分别历时两年用于2-乙基己
烯醛的氢化反应,将已使用过的催化剂分别称为As、Bs、Cs、Ds。

依据专利文献2中所记载的催化剂展开法使这些已使用过的催化剂展开。然而,在
展开时不怎么产生氢的、所获得的催化剂相比于展开前的状况仅有0.5%~1%左右的重量
减少。

与实施例6同样地如下所述评价所获得的催化剂的氢化能力。氢化能力的测定是
使用图2所示的不锈钢制的2.5L的固定床氢化器,在使用2-乙基己烯醛作为氢化原料制造
2-乙基己醇的体系中实施。

使用0.8L该海绵镍-硅催化剂,原料是以0.20L/Hr进料。

氢化反应是在反应温度为120℃~125℃、反应压力为2.5MPa~3.0MPa下实施。原
料及所获得的氢化反应物是使用气相色谱进行分析。

对反应开始时的氢化反应液进行气相色谱分析,将这些的结果汇总于表6。

表6.氢化开始时的产物分析值(气相色谱%)





气相色谱分析方法:分析机器 岛津 GC-2014型、

检测极限:0.01%

通过将表6与实施例7的表5进行比较,可明确:即便将已使用过的催化剂进行再展
开,活性也不上升。

其结果,判明:专利文献2中记载的方法对双键的氢化无效。

工业上的可利用性

本发明在工业上的使用是在使用经过镍-硅合金而制造的海绵镍催化剂后进行再
生时使用。另外,可将该海绵镍催化剂用于下述化学制品的制造。

将正丙醛氢化而制造正丙醇。

将丁基醛氢化而制造丁醇。

将2-乙基己烯醛氢化而制造2-乙基己醇。

将苄腈氢化而制造苄胺。

将正己基醛氢化而制造正己醇。

[符号的说明]

1:混合机

2:容器

3:原料储存盘

4:碳电极

5:电弧炉

6:接盘

7:No.1集尘机

8:No.2集尘机

9:集装袋

10:No.1吹风机

11:No.2吹风机

12:进料泵

13:氢化器

14:循环泵

镍‑硅合金的制造方法.pdf_第1页
第1页 / 共16页
镍‑硅合金的制造方法.pdf_第2页
第2页 / 共16页
镍‑硅合金的制造方法.pdf_第3页
第3页 / 共16页
点击查看更多>>
资源描述

《镍‑硅合金的制造方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《镍‑硅合金的制造方法.pdf(16页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

本发明提供一种将已使用过的镍硅系海绵催化剂用作原料的一部分而制造镍硅合金的方法,其主要构成在于:将包含已使用过的海绵镍催化剂的镍源、硅源及碳源供给到电炉内,在电炉的炉内温度为1,200至1,500下进行4小时至30小时加热反应。镍源可使用新镍、已使用过的海绵镍催化剂、电炉残存镍硅合金半制品的混合物,硅源可使用将金属硅混合到硅石中而成的物质,碳源可使用市售的木炭或锯屑炭。电炉的炉内温度最优选1,23。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 化学;冶金 > 冶金;黑色或有色金属合金;合金或有色金属的处理


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1