论文部分内容阅读
环己烯是重要的有机化学工业产品的中间体,在有机化工行业有着极为重要的应用。尽管环己烯的合成存在着多种路线,但均存在着较大的问题。相比而言,由苯选择加氢一步合成环己烯具有原料苯来源丰富、成本低廉、工艺流程短等优势,因此,发展前景巨大。目前,文献报道中用于苯选择性加氢制环己烯的催化剂主要是钌系金属催化剂,然而该催化剂存在着价格高昂和对原料要求苛刻等缺点。且目前很少有使用非贵金属催化剂催化苯选择性加氢的报道。因此开发更加经济实用并且环境友好的非贵金属催化剂,具有重要的理论和现实意义。本文以均匀沉淀法制备非贵金属催化剂,利用气相反应工艺,对苯选择性加氢制备环己烯这一反应过程进行详细的研究。主要研究内容和结论如下：(1)对苯加氢制备环己烯反应进行热力学和动力学理论分析和研究,结果表明反应温度较合适的范围为100～200℃,反应存在一个较适宜的压力,压力过低对反应的转化率不利,压力过高对环己烯的选择性不利。(2)在氧化物催化剂上苯选择性加氢制环己烯反应研究中,首先考察了Fe、Co、Ni、Cu等活性金属负载的氧化铝催化剂的反应性能,发现Ni的活性最好。接着考察了不同酸碱性的氧化物载体担载的Ni催化剂的活性,发现酸性氧化铝作为载体时,催化剂的活性最好。设计了L18(37)正交优化实验,对反应条件进行考察。结果表明,5wt%Ni/酸-A1203的最优反应条件为：180℃,0.6MPa,n(H2)/n(benzene)=0.1.在此基础上,进一步考察了金属改性、镍的负载量、还原温度和焙烧温度等条件的改变对催化剂活性的影响。经考察优化,最后得在焙烧温度400℃,还原温度420℃时,最优反应条件下,5wt%Ni/酸-A1203的转化率和选择性分别为：8.16%、7.93%。此为,还通过XRD.UV-Vis、FT-IR、BET以及SEM等表征技术对其影响规律进行研究。(3)在分子筛基催化剂上苯选择性加氢制环己烯反应研究中,考察了A型、ZSM-5、13X、NaY等不同孔径的分子筛载体对催化剂活性的影响,结果表明4A分子筛的活性最好。接着利用单因素实验考察了反应条件对催化剂催化活性的影响。结果表明,10wt%Ni/4A的最优反应条件为：180℃,0.3MPa,n(H2)/n(benzene)=0.27.进一步考察了催化剂制备时的预调pH值、镍的负载量、还原温度和焙烧温度等条件的改变对催化剂活性的影响。经考察优化,最后得在焙烧温度400℃,还原温度380℃时,最优反应条件下,5wt%Ni/4A的转化率和选择性分别为：3.16%、42.01%。此为,还通过XRD、FT-IR、BET以及SEM等表征技术对其影响规律进行研究。