己二腈選擇性加氫催化劑的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-23 23:30
己二胺的雙活潑性官能團(tuán)決定了它是一種重要的化工中間體。其通過縮合反應(yīng)制備的多種下游產(chǎn)品如尼龍、纖維、樹脂等高分子材料被廣泛應(yīng)用在航天、礦產(chǎn)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。而目前我國(guó)的己二胺生產(chǎn)能力不足以匹配其日益增長(zhǎng)的需求量,早日實(shí)現(xiàn)己二胺的工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)是當(dāng)前的主要任務(wù)。針對(duì)己二腈加氫工藝,傳統(tǒng)的雷尼型催化劑在表現(xiàn)出優(yōu)良的催化活性的同時(shí)存在著機(jī)械性能差,工藝過程需添加堿性助劑,污染嚴(yán)重等弊端,且眾多研究中產(chǎn)物多為己二胺和6-氨基己腈共存的伯胺為主,增加后續(xù)分離難度,因此本文設(shè)計(jì)了幾種新型負(fù)載型催化劑,并應(yīng)用于己二腈加氫。文章首先以氧化鋁為載體,通過并流共沉淀法、溶膠凝膠法兩種不同的制備方法研制出一系列的鎳基單金屬催化劑,通過制備流程的優(yōu)化,研究并比較了在無(wú)堿性助劑條件下不同制備方法對(duì)己二腈加氫反應(yīng)催化性能的影響。其次,在并流共沉淀法催化活性較優(yōu)的前提下,進(jìn)一步的制備了一系列用金屬氧化物(MOx=CeO2,La2O3或MgO)修飾的鎳基雙金屬催化劑,并探究了不同金屬助劑種類、活性金屬、助劑金屬含量、反應(yīng)條件等因素對(duì)Ni基催化劑在己二腈...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
丁二烯催化氰化的過程
丁二烯法進(jìn)一步的優(yōu)化,利用己二醛作為中間產(chǎn)物取代己二腈,與伯胺發(fā)生縮合反應(yīng)后形成中間產(chǎn)物希夫堿,進(jìn)一步氫氨化制備己二胺,其反應(yīng)歷程如圖1.2所示:該方法有著顯著的經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)勢(shì),原料無(wú)毒害,過程中參與縮合反應(yīng)的伯胺可循環(huán)使用[14,15]。但是其工藝過程中存在著技術(shù)性難題,第一步的醛化反應(yīng)中己二醛的收率較低,這進(jìn)一步影響后續(xù)反應(yīng)的進(jìn)行,導(dǎo)致該方法生產(chǎn)己二胺的產(chǎn)率較低。綜上所述,尋找一種能夠高效催化己二醛的合成方法將成為該工藝的突破口。
Jiao等[36]通過用NiO納米點(diǎn)修飾Pd/SiC,可以實(shí)現(xiàn)腈直接氫化為仲胺極高的選擇性。在改性催化劑中,NiO納米點(diǎn)充當(dāng)了消耗Pd表面氫自由基的反應(yīng)性位點(diǎn),消耗Pd表面的氫自由基,從而延長(zhǎng)了決定產(chǎn)物選擇性的亞胺中間體的壽命。在溫和的條件下,Pd/SiC和NiO-Pd/SiC催化劑分別對(duì)伯胺(94%)和仲胺(99%)具有高選擇性。因此,通過調(diào)節(jié)氫自由基的濃度,可以在Pd/SiC催化劑上將腈的氫化選擇性從伯胺轉(zhuǎn)變?yōu)橹侔贰hang等[37]發(fā)現(xiàn)腈可在介孔碳(MC)負(fù)載的鎳納米顆粒催化劑存在下,通過腈的氫化和還原胺化來(lái)合成伯胺。通過將鎳前體離子交換到聚合物骨架中,然后進(jìn)行熱解過程,可以輕松制備Ni/MC催化劑,顯示出高催化活性以促進(jìn)腈的氫化。各種(雜)芳族和脂肪族腈已成功地氫化成伯胺,在808oC和2.5 bar H2下以氨為添加劑的產(chǎn)率為81.9%至99%。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Reductive Amination of Carbonyl Compounds with Ammonia and Hydrogenation of Nitriles to Primary Amines with Heterogeneous Cobalt Catalysts[J]. LIU Junmei,GUO Wanwan,SUN Hao,LI Ruyue,FENG Zhipeng,ZHOU Xuyang,HUANG Jun. Chemical Research in Chinese Universities. 2019(03)
[2]己二胺的生產(chǎn)工藝與應(yīng)用[J]. 李晶晶. 山西化工. 2018(03)
[3]己二胺生產(chǎn)工藝及前景分析[J]. 霍美菊. 化工管理. 2017(15)
[4]己二胺生產(chǎn)工藝及前景分析[J]. 劉延超. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(25)
[5]合成氣流化床甲烷化反應(yīng)過程的研究(英文)[J]. 劉姣,崔佃淼,余劍,蘇發(fā)兵,許光文. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(01)
[6]己二腈加氫制備己二胺催化劑的研究進(jìn)展[J]. 王明勝,梅華. 合成纖維工業(yè). 2012(01)
[7]NiO/MgO催化己二腈選擇加氫的性能 Ⅰ.NiO與MgO質(zhì)量比對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 趙磊,張敬,王文美,康磊,陳吉祥,張繼炎. 石油化工. 2010(11)
[8]己二胺生產(chǎn)技術(shù)與市場(chǎng)應(yīng)用[J]. 張明. 河南化工. 2010(18)
[9]由丁二烯合成己二腈及己二胺的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 劉啟波,霍光飛,佟健,胡曉寧. 化工進(jìn)展. 2009(05)
[10]己二胺的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 李遠(yuǎn)杰. 化工管理. 2007(08)
博士論文
[1]金屬硫化物氣凝肢的制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 高秋月.浙江大學(xué) 2019
碩士論文
[1]鋁基氣凝膠高溫穩(wěn)定技術(shù)優(yōu)化與性能研究[D]. 高敏.齊魯工業(yè)大學(xué) 2019
[2]氧化鋁氣凝膠的制備與改性研究[D]. 孫雪峰.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2018
[3]己二腈催化加氫制備己二胺的工藝及動(dòng)力學(xué)研究[D]. 張華森.鄭州大學(xué) 2011
[4]己二腈部分加氫合成氨基己腈負(fù)載型鎳基催化劑的研究[D]. 王彩云.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3605372
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
丁二烯催化氰化的過程
丁二烯法進(jìn)一步的優(yōu)化,利用己二醛作為中間產(chǎn)物取代己二腈,與伯胺發(fā)生縮合反應(yīng)后形成中間產(chǎn)物希夫堿,進(jìn)一步氫氨化制備己二胺,其反應(yīng)歷程如圖1.2所示:該方法有著顯著的經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)勢(shì),原料無(wú)毒害,過程中參與縮合反應(yīng)的伯胺可循環(huán)使用[14,15]。但是其工藝過程中存在著技術(shù)性難題,第一步的醛化反應(yīng)中己二醛的收率較低,這進(jìn)一步影響后續(xù)反應(yīng)的進(jìn)行,導(dǎo)致該方法生產(chǎn)己二胺的產(chǎn)率較低。綜上所述,尋找一種能夠高效催化己二醛的合成方法將成為該工藝的突破口。
Jiao等[36]通過用NiO納米點(diǎn)修飾Pd/SiC,可以實(shí)現(xiàn)腈直接氫化為仲胺極高的選擇性。在改性催化劑中,NiO納米點(diǎn)充當(dāng)了消耗Pd表面氫自由基的反應(yīng)性位點(diǎn),消耗Pd表面的氫自由基,從而延長(zhǎng)了決定產(chǎn)物選擇性的亞胺中間體的壽命。在溫和的條件下,Pd/SiC和NiO-Pd/SiC催化劑分別對(duì)伯胺(94%)和仲胺(99%)具有高選擇性。因此,通過調(diào)節(jié)氫自由基的濃度,可以在Pd/SiC催化劑上將腈的氫化選擇性從伯胺轉(zhuǎn)變?yōu)橹侔贰hang等[37]發(fā)現(xiàn)腈可在介孔碳(MC)負(fù)載的鎳納米顆粒催化劑存在下,通過腈的氫化和還原胺化來(lái)合成伯胺。通過將鎳前體離子交換到聚合物骨架中,然后進(jìn)行熱解過程,可以輕松制備Ni/MC催化劑,顯示出高催化活性以促進(jìn)腈的氫化。各種(雜)芳族和脂肪族腈已成功地氫化成伯胺,在808oC和2.5 bar H2下以氨為添加劑的產(chǎn)率為81.9%至99%。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Reductive Amination of Carbonyl Compounds with Ammonia and Hydrogenation of Nitriles to Primary Amines with Heterogeneous Cobalt Catalysts[J]. LIU Junmei,GUO Wanwan,SUN Hao,LI Ruyue,FENG Zhipeng,ZHOU Xuyang,HUANG Jun. Chemical Research in Chinese Universities. 2019(03)
[2]己二胺的生產(chǎn)工藝與應(yīng)用[J]. 李晶晶. 山西化工. 2018(03)
[3]己二胺生產(chǎn)工藝及前景分析[J]. 霍美菊. 化工管理. 2017(15)
[4]己二胺生產(chǎn)工藝及前景分析[J]. 劉延超. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(25)
[5]合成氣流化床甲烷化反應(yīng)過程的研究(英文)[J]. 劉姣,崔佃淼,余劍,蘇發(fā)兵,許光文. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(01)
[6]己二腈加氫制備己二胺催化劑的研究進(jìn)展[J]. 王明勝,梅華. 合成纖維工業(yè). 2012(01)
[7]NiO/MgO催化己二腈選擇加氫的性能 Ⅰ.NiO與MgO質(zhì)量比對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 趙磊,張敬,王文美,康磊,陳吉祥,張繼炎. 石油化工. 2010(11)
[8]己二胺生產(chǎn)技術(shù)與市場(chǎng)應(yīng)用[J]. 張明. 河南化工. 2010(18)
[9]由丁二烯合成己二腈及己二胺的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 劉啟波,霍光飛,佟健,胡曉寧. 化工進(jìn)展. 2009(05)
[10]己二胺的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 李遠(yuǎn)杰. 化工管理. 2007(08)
博士論文
[1]金屬硫化物氣凝肢的制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 高秋月.浙江大學(xué) 2019
碩士論文
[1]鋁基氣凝膠高溫穩(wěn)定技術(shù)優(yōu)化與性能研究[D]. 高敏.齊魯工業(yè)大學(xué) 2019
[2]氧化鋁氣凝膠的制備與改性研究[D]. 孫雪峰.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2018
[3]己二腈催化加氫制備己二胺的工藝及動(dòng)力學(xué)研究[D]. 張華森.鄭州大學(xué) 2011
[4]己二腈部分加氫合成氨基己腈負(fù)載型鎳基催化劑的研究[D]. 王彩云.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3605372
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