催化剂论文--苯加氢制环己烷催化剂综述

《催化剂论文--苯加氢制环己烷催化剂综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、常州工程职业技术学院化学工程技术系苯加氢制环己烷催化剂综述精细1011许可2010321138(常州工程职业技术学院化工系，江苏常州213164)摘　要:通过对苯加氢制备环己烷的反应分析，综述当前该类催化剂的研究现状,包括均相催化剂和多相镍系、铂系、钌系催化剂等,且对今后催化剂的研究方向进行了展望。关键词:苯；催化加氢；环己烷；催化剂OverviewofBenzeneHydrogenationCatalystfortheCyclohexaneXUKe(DepartmentofChemicalEngineering,ChangzhouIns

2、tituteofEngineeringTechnology,Jiangsuchangzhou,213164,China)Abstract：Throughtheanalysisofthereactionofbenzenehydrogenationofcyclohexane,thecurrentresearchstatusofsuchcatalystsweresummarized,includinghomogeneouscatalystsandmultiphasenickel,platinumgroup,rutheniumcatalyst；a

3、ndcatalystforfutureresearchwereprospected.Keywords：Benzene;catalytichydrogenation;cyclohexane;catalyst环己烷是一种重要的有机化工原料。世界上环己烷年产量已经超过200万t,它主要用于生产环己醇、环己酮及用来制造尼龙-66和尼龙-6的单体己内酰胺、己二酰、己二胺等产品，并且能溶解多种有机物，毒性比苯小，是纤维素醚、树脂、蜡、沥青和橡胶的优良溶剂。环己烷存在于原油中，工业上生产环己烷的方法主要有石油馏分分离法和苯催化加氢法。苯催化加氢法是目前

4、普遍采用的生产环己烷的方法，即在催化剂的作用下对苯进行加氢反应，所得环己烷的纯度比石油馏分分离法要高。苯加氢根据加氢的程度分为完全加氢和部分加氢,其加氢产物分别为环己烷和环己烯[1]。如图1所示:笔者主要通过对苯加氢制环己烷的的反应分析，介绍近几年国内外苯加氢制备环己烷各类催化剂的发展状况，试图预测其未来的发展趋势。一、苯加氢制环己烷的反应分析1.反应原理苯加氢反应是一个复杂的反应体系。在反应条件下,苯与氢可能发生以下各种反应[2～4]。-11-常州工程职业技术学院化学工程技术系　上述各反应都在500K的反应温度下进行。其中,反应(1)为

5、主反应,生成目的产物环己烷;反应(2)是苯的加氢裂解,最终产物为碳和甲烷;反应(3)是环己烷的异构化;反应(4)则是环己烷的裂解反应。对于苯而言,反应(1)和(2)是平行反应。尽管反应(1)和(3)均为可逆反应,但前者为放热反应,后者为吸热反应,这就导致温度对反应的影响各不相同。1.热力学平衡上述各反应的平衡常数如表1所示,可见温度对各个反应的影响不一。由反应(1)可知,苯加氢制环己烷的反应是一个放热的、体积减小的可逆反应,因此,低温和高压对该反应是有利的。反应(1)的平衡常数在高温下显著降低也正说明了这一点。另外,由表1数据还可以发现,

6、当温度超过560K以后,反应(1)的苯转化率将减小,这表明苯加氢制环己烷的适宜反应温度不应超过560K;否则只有提高系统压力才能保证高的转化率,而这无疑将增加设备投资和操作费用。反应(3)是一个可逆吸热反应,低温有利于反应向逆方向进行。因此,苯加氢制环己烷的反应温度不宜过高;当然也不能太低,否则反应分子不能很好地活化,进而导致反应速率比较慢。2.催化剂催化机理关于苯催化加氢的反应机理,众说纷纭。分歧主要集中在:-11-常州工程职业技术学院化学工程技术系1)作用物在催化剂表面是发生单位吸附还是多位吸附[2]。一种观点认为苯分子在催化剂表面发

7、生多位吸附,然后与氢反应,生成环己烷;另一种观点则认为苯分子只与催化剂表面的1个活性中心发生化学吸附,形成P键合吸附物,然后吸附的氢逐步加到吸附的苯分子上。2)大多数研究者均认为表面化学反应为速率控制步骤,但涉及到具体哪一步则产生了分歧。有人认为往苯环上加第1个氢原子[5～11]或第1个氢分子是速率控制步骤,因为这要破坏苯环的共振结构。但也有文献指出,同时往苯环上加3个氢分子才是控速步骤。3)关于吸附项,一般都认为氢气和苯均吸附,而对环己烷是否吸附、氢吸附是分子吸附还是解离吸附、吸附活性位是一类[12]还是两类等问题,研究者们持有不同的观

8、点。二、苯加氢制环己烷催化剂发展现状按反应物和催化剂的存在形态,苯加氢催化剂主要分为均相催化剂和多相催化剂。2.1均相催化剂均相催化剂大多是以RhCl(PPh3)3和RuHCl(CO)(PPh