己二酸是一种重要的基础化工中间体,主要用于合成尼龙-66工程塑料、尼龙-66纤维和聚氨酯等。随着尼龙材料在汽车工业中的广泛应用,近年来己二酸的需求明显增长,并且预计在未来几年里有持续增长的趋势。目前,己二酸的合成主要是以苯为起始原料,生产工艺路线主要有两条,一条为环己烷路线,另一条为环己烯路线。环己烯路线减少了氢气消耗,提高了苯的利用率,降低了过程能耗和三废排放,是目前工业上生产己二酸的最优技术路线。本文针对以苯为起始原料生产己二酸的环己烯路线中的苯部分加氢制环己烯,环己烯水合制环己醇和环己醇氧化制己二酸三个步骤中的催化反应问题进行了研究,主要的研究内容和结果如下：1、苯部分加氢制环己烯通过热力学分析,苯加氢反应控制产品为环己烯是非常困难的。为了获得高的环己烯选择性,该过程使用了特殊的反应体系,即在水的存在下,以Ru为主催化剂,金属氧化物(如Zr02)为分散剂,过渡金属盐类(如ZnSO4)为添加剂。通常,反应在5MPa的压力和150℃的温度下进行。虽然过渡金属盐类助剂对于提高环己烯的选择性具有十分重要的作用,但是它们在提高环己烯选择性的机理尚缺乏十分清楚的认识。本文利用经典的沉淀法制备了金属Ru催化剂；分别使用不锈钢釜和钛钢釜研究了过渡金属离子添加剂(Zn2+、Fe2+、Ni2+、Cr3+、Mn2+和Cd2+)对Ru在苯部分加氢制环己烯中催化性能的影响；利用XRD、BET比表面积测试和XPS对Ru催化剂进行了表征；采用量子化学计算方法优化了金属水合离子、金属与苯及环己烯络合物、金属水合离子与苯及环己烯络合物的几何构型并计算获得了它们的标准生成焓。基于上述所得结果探讨了过渡金属离子添加剂对金属Ru催化剂在苯加氢制环己烯反应中的影响机理。2、环己烯水合制取环己醇环己烯水合制取环己醇以ZSM-5分子筛为催化剂,但需要针对该反应研制适宜的ZSM-5分子筛才能获得满意的效果。本文以预晶化法合成了ZSM-5分子筛,并在500ml釜式反应器中研究了分子筛合成条件和反应条件对环己烯水合制取环己醇的影响,优化出了适用于环己烯水合制取环己醇ZSM-5分子筛的最佳合成条件和反应条件。环己烯转化率和环己醇选择性分别达到了12.65%、99.54%。利用扫描电镜、X射线衍射、物理吸附、化学吸附等方法对ZSM-5分子筛进行了表征。在上述工作的基础上,对催化剂进行了100L放大研究,考察了分子筛合成母液回收使用、交换方法和重复使用对分子筛性能的影响。3、环己醇硝酸氧化制己二酸环己醇硝酸氧化制己二酸是一个包含多个反应中间体的复杂反应过程。反应通常使用50～60%的硝酸为氧化剂在60-80℃下进行,同时使用Vs+和Cu2+作催化剂以提高反应的选择性。本文采用连续流动搅拌反应器,在接近工业生产的条件下研究了无催化剂和使用Cu2+和Vs+作为催化剂条件下环己醇硝酸氧化制己二酸动力学。采用幂函数速率方程和反应中间体集总的方法对实验数据进行了回归,获得了动力学方程中的参数。根据实验结果和对以往文献的分析提出了Cu2+和V5+催化剂提高己二酸选择性的影响机理。