负载型镍催化剂催化加氢制备间苯二胺的研究

负载型镍催化剂催化加氢制备间苯二胺的研究

2016年7月 王耀堂等 负载型镍催化剂催化加氢间二硝基苯研究 41 负载型镍催化剂催化加氢间二硝基苯研究 王耀堂1，顾金文2 （1.；2.：浙江绍兴） 摘要 以KT-02 Ni/SiO2为催化剂，催化加氢间二硝基苯制备间苯二胺，考察了反应温度、反应压力、催化剂用量及反应物浓度对加氢反应的影响。结果表明，以甲醇为溶剂，加入适量催化剂，在100~110℃、1.5 MPa氢气压力下反应45 min，间二硝基苯的转化率大于99%，间苯二胺的选择性大于98%。 关键词 负载型镍催化剂 催化加氢 间二硝基苯 间苯二胺 间苯二胺是重要的有机化工原料和中间体，广泛应用于染料工业，也作为合成其他中间体的原料，聚合物级间苯二胺在芳纶1313合成中的应用市场也很广阔。间苯二胺在酸性条件下水解，经蒸馏纯化间苯二酚，该法是近年来发展起来的环境友好型工艺。3 J.间苯二胺主要由间二硝基苯还原生产，目前工业生产主要有铁粉还原和催化加氢两条工艺路线。5 J.催化加氢工艺主要以连续硝化、连续加氢、连续蒸馏为主，该工艺具有减少大量铁泥和高浓度废水排放，工艺控制稳定，产品收率高等优点。

雷尼镍催化剂由于具有较高的加氢活性，是工业生产中广泛应用的催化剂。 7 J，但在空气中不易储存，在工业生产中只能以镍铝合金粉的形式存在，使用前需用氢氧化钠活化，将活化后的雷尼镍在惰性气体保护下加入反应体系中。近年来，利用负载型镍催化剂进行二硝基苯加氢的研究逐渐增多。 9 J，但该类型催化剂尚未在工业生产中使用。负载型催化剂将活性镍负载在经特殊工艺处理的SiO2上，催化活性高、机械强度好、对毒物不敏感、易于维护，不需要碱活化[11]。本研究在液相催化加氢条件下，采用釜加氢法，以KT-02镍催化剂为催化剂，将间二硝基苯加氢制备间苯二胺。 考察了反应温度、氢气压力、催化剂用量、反应物浓度等催化加氢反应条件，并对催化剂的稳定性进行了研究。1 实验1.1 试剂与仪器间二硝基苯1.20 g间二硝基苯、400 mL甲醇和适量的KT-02镍催化剂加入到装有电磁搅拌装置的高压反应釜中，多次进行氮气和氢气气体置换，在设定的反应温度和压力下进行加氢反应。

反应结束后,将反应釜降温至40℃,放掉残留氢气,对加氢还原液取样分析。1.3分析方法采用毛细管柱气相色谱法,采用Bee面积归一化法计算间苯二胺的纯度及其有机杂质含量。FID检测器,汽化室及检测器温度:300℃; 色谱柱：毛细管柱，qb 0.32 mm×30 m，膜厚0.25"m，柱温280 ℃，进样量1.0 mL。2 结果与讨论2.1 反应温度的影响间二硝基苯用量为180 g，KT-02镍催化剂用量为8 g，甲醇用量为400 mL，氢气压力为1.5 MPa。考察反应温度对加氢反应的影响，结果见表1。随着反应温度的升高，反应速率增大，当反应温度大于100 ℃时，反应速率41%，转化率达100%。进一步升高温度会减少氢气在甲醇中的溶解量，降低反应速率，副产物增多。工业生产中，提高加氢反应温度，由于物料在反应器内突然堆积，导致加氢反应过热的风险增大体系。加氢釜冷却水易汽化，不利于加氢釜温度控制，因此反应温度以100~110℃为宜。收稿日期：2016-05-05。作者简介：王耀堂，工程师，主要从事精细化工工作。万方数据