[發明專利]一種用于鈀回收的臭氧循環反應系統及鈀回收方法

在審

• 申請號: 202010790089.1
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111943287A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 李猛;徐虹;李淑輝;呂宏飛;吳綿園;梅立鑫;王艷華;趙強;劉洋;白雪峰
• 申請（專利權）人: 黑龍江省科學院石油化學研究院
• 主分類號: C01G55/00
• 分類號: C01G55/00;C01B13/10
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 桑林艷

本發明涉及一種用于鈀回收的臭氧循環反應系統及鈀回收方法，屬于鈀回收技術領域。為解決現有鈀回收HCl?O₃體系臭氧濃度低、氣體用量大、HCl損失嚴重的問題，本發明提供了一種用于鈀回收的臭氧循環反應系統及鈀回收方法，以臭氧發生器、反應器、一級水吸收冷凝管、第一蠕動泵、水吸收容器、二級水吸收冷凝管、增壓泵、干燥器、第二蠕動泵和蒸餾水容器相連通形成氣體循環系統和HCl二級水吸收系統，由氧氣瓶提供氧氣作為氣源，使臭氧濃度達到5％，降低了氣體通入量，在減少HCl逸出、回收利用HCl，盡量保證反應體系HCl濃度的情況下提高了反應速率，所制備的氯化鈀純度可達99.2％，硝酸根濃度小于等于0.01％。

技術領域

本發明屬于鈀回收技術領域，尤其涉及一種用于鈀回收的臭氧循環反應系統及鈀回收方法。

背景技術

鈀催化劑是Suzuki交叉偶聯反應中常用的催化劑，反應結束后會形成粒徑在2～400nm之間的鈀黑。盡管反應中鈀催化劑用量不大，只生成少量的鈀黑，但鈀價格昂貴，回收鈀黑制備成鈀催化劑可以大大降低鈀的消耗。

由于鈀活性低，通過使用硝酸或王水溶解反應產生的鈀黑，因Suzuki反應體系中含有大量的鈉、溴或其他堿金屬、鹵素原子，溶解后的鈀溶液常含有較多雜質元素，造成制備的鈀催化劑，即氯化鈀產品純度較低。同時，用王水溶解鈀黑時會產生氯亞鈀酸和硝酸鈀，兩者均溶于水，難以分離。清除雜質元素和硝酸鈀不但使現有鈀回收方法步驟繁瑣，而且得到的氯化鈀純度也不高。

采用HCl-O₃體系回收鈀黑制備氯化鈀是一種綠色環保的方法。但現有方法以空氣作為氣源制備臭氧，臭氧濃度一般不超過2％，這樣反應體系中98％以上的氣體為惰性氣體。而由于鈀在HCl-O₃體系反應速率并不快，因此要通入大過量的含臭氧氣體才能使反應進行到底。而在HCl-O₃體系中，大量的氣體會帶走反應液中的HCl，使反應液中HCl濃度降低，通入氣體中的部分臭氧來不及與鈀反應就從反應體系中逸出，造成了臭氧的大量消耗，浪費了能源，又造成新的含酸廢氣污染。

發明內容

為解決現有鈀回收HCl-O₃體系臭氧濃度低、氣體用量大、HCl損失嚴重的問題，本發明提供了一種用于鈀回收的臭氧循環反應系統及鈀回收方法。

本發明的技術方案：

一種用于鈀回收的臭氧循環反應系統，包括氧氣瓶、臭氧發生器、反應器、一級水吸收冷凝管、第一蠕動泵、水吸收容器、二級水吸收冷凝管、增壓泵、干燥器、第二蠕動泵、蒸餾水容器和為反應器供熱的恒溫水浴鍋；

所述臭氧發生器一端與反應器的進氣口連通，所述反應器的排氣口與一級水吸收冷凝管底部連通，所述一級水吸收冷凝管頂部通過連通管分別與水吸收容器的進氣口和第一蠕動泵一端連通，第一蠕動泵另一端與水吸收容器底部的排液口連通，所述水吸收容器頂部的排氣口與二級水吸收冷凝管一端底部，所述二級水吸收冷凝管頂部通過連通管分別與增壓泵一端和第二蠕動泵一端連通，所述增壓泵的另一端與干燥器的一端連接，所述干燥器的另一端通過連通管分別與氧氣瓶和臭氧發生器的另一端連通，第二蠕動泵的另一端與蒸餾水容器連通。

進一步的，所述一級水吸收冷凝管和所述二級水吸收冷凝管氣體通道內均填充有玻璃珠或瓷環。

進一步的，所述恒溫加熱裝置為磁力攪拌水浴鍋。

進一步的，所述二級水吸收冷凝管頂部通過連通管還與尾氣排放系統連通，所述尾氣排放系統包括依次連通的緩沖瓶、一級堿液吸收容器、二級堿液吸收容器和尾氣排放管。

進一步的，所述氧氣瓶與臭氧發生器之間設置有氧氣流量計，所述增壓泵與干燥器之間設置有循環氣體流量計，所述二級水吸收冷凝管與尾氣排放系統的緩沖瓶之間設置有尾氣流量計。