间硝基甲苯催化加氢合成间甲苯胺的工艺研究

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本论文对间硝基甲苯催化加氢制备间甲苯胺工艺进行了研究,其中包括液相催化加氢和气相催化加氢。在液相催化加氢研究中,分别采用了Raney Ni、Ni-B非晶态合金和漆原镍三种催化剂。研究发现,采用Raney Ni为催化剂,NaOH与Al-Ni合金的质量比为1.7时制得的催化剂活性较高,在催化剂与原料质量比为6:100,甲醇作溶剂,反应时间为1h,反应压力1MPa,反应温度为80℃条件下间硝基甲苯转化率达100%;采用Ni-B催化剂,当BH4-/Ni2+=2左右制得的催化剂活性较高,在催化剂与原料质量比为3:10,无水乙醇作溶剂,反应时间为1h,反应压力1MPa,反应温度为100℃条件下间硝基甲苯转化率达100%,同时通过TEM对Ni-B非晶态合金进行表征;采用漆原镍为催化剂,展开剂为醋酸,锌粉与NiCl2·6H2O质量比为3:2时制得的催化剂活性较高,在催化剂与原料质量比为5:3,甲醇作溶剂,反应时间为1.5h,氢气流速15mL/min条件下间硝基甲苯转化率达100%,新鲜催化剂放置一周后活性才开始下降,催化剂可以循环使用10次,活性基本不变。在气相催化加氢中,使用固定床反应器作为反应装置。制备了铜硅胶催化剂,并考察了不同铜含量以及分别加入Ni、Co、Cr、Mn四种助剂对催化剂性能的影响,研究表明加入Cr助剂的含铜量为20%的硅胶铜催化剂是最好的。接着考察了各项工艺操作参数,包括催化剂的活化温度、反应温度、气液比、液时空速对问硝基甲苯的转化率的影响。研究结果表明:催化剂的活化温度在240℃以上,反应温度在270℃,气液比在9:1~11:1之间时,间硝基甲苯的转化率可以达到100%,催化剂的最大负荷为1.1mL/h·mL-cat。
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