铂系与镍系苯加氢催化剂催化性能对比
苯加氢制环己烷范文
苯加氢制环己烷范文一、反应机理1.氢气在催化剂的作用下发生活化，生成活性氢原子；2.活性氢原子进入苯分子的π电子云中，与苯分子发生加成反应，生成环己烷分子。
二、反应条件1.反应温度：反应温度是影响反应速率的重要因素。
一般来说，反应温度越高，反应速率越快，但同时也伴随着产物的选择性下降。
在苯加氢制环己烷反应中，一般选择适中的反应温度，常见范围为150-300℃。
2. 反应压力：反应压力是控制反应平衡的重要条件。
一般来说，反应压力越高，反应平衡向产物的转化率越高，但同时也会伴随着催化剂的选择性下降。
一般苯加氢制环己烷反应的反应压力为10-50 atm。
3.反应时间：反应时间是指反应体系经过一定时间后达到平衡状态的时间。
一般来说，反应时间较长，可以使反应达到更高的转化率和选择性。
在工业生产过程中，一般选择反应时间为几小时至几十小时。
三、催化剂的选择催化剂是苯加氢制环己烷反应中的关键因素，它能够提高反应速率和选择性。
常见的催化剂有金属催化剂和非金属催化剂两类。
1.金属催化剂：常见的金属催化剂有镍、铂、铑、钯等。
金属催化剂的选择应考虑其活性、稳定性和成本等因素。
其中，铂催化剂具有较高的活性和稳定性，广泛应用于苯加氢制环己烷反应中。
2.非金属催化剂：常见的非金属催化剂有硅胶、氧化锌、活性炭等。
非金属催化剂的选择应考虑其吸附能力、分散性和再生性等因素。
其中，硅胶催化剂具有较高的吸附能力和选择性，被广泛应用于苯加氢制环己烷反应中。
四、工业应用1.环己烷制备：苯加氢制环己烷是制备环己烷的主要方法之一、环己烷是一种重要的溶剂，广泛应用于合成橡胶、石油、塑料等行业。
2.环己烯制备：环己烷可以通过去氢反应制备环己烯。
环己烯是一种重要的有机合成中间体，可用于制备药物、农药、染料和橡胶等化学品。
3.环己醇制备：环己烷可以通过氧化反应制备环己醇。
环己醇是一种重要的有机溶剂和中间体，广泛用于制备染料、塑料和橡胶等产品。
综上所述，苯加氢制环己烷是一种重要的化学反应，其反应机理、反应条件、催化剂的选择以及工业应用都具有重要意义。
苯加氢用铂催化剂硫中毒及其再生的研究
Abstract: Taking sulfureted hydrogenation for sulfur source, this paper studied the influences of sulfur on the per2 formances of the p latinum catalyst for benzene hydrogenation and its regeneration capabilities . For benzene hydrogenation reaction, the p latinum catalyst’ s activities fall along w ith the increase of sulfur content and runtim e. Therefore, to as2 sure long tim e and steady - going of benzene hydrogenation reaction, it’ s better to control sulfur content of the raw mate2
1) : 氢气中硫化氢体积分数为 1. 0 × 10 - 6 ; 2 ) : 氢气中硫化氢体积 分数为 2. 0 × 10 - 6 。
2. 1 硫体积分数对催化剂性能的影响
硫体积分数对催化剂性能的影响见表 1。 表 1 硫体积分数对催化剂性能的影响
硫化氢物质的量 分数 / × 10 - 6
0 0. 5 1. 0 2. 0 5. 0
氢燃料电池铂催化剂
氢燃料电池铂催化剂随着对可再生能源和清洁能源的需求不断增加，氢燃料电池作为一种高效、环保的能源转换技术备受关注。
而在氢燃料电池中，铂催化剂起着至关重要的作用。
本文将重点探讨铂催化剂在氢燃料电池中的应用和性能。
铂催化剂是氢燃料电池中最常用的催化剂之一。
它能够促进氢气和氧气之间的电化学反应，将氢气氧化成水，并释放出电子。
铂催化剂具有良好的电催化活性和稳定性，能够提高氢燃料电池的效率和寿命。
然而，铂催化剂的高成本是制约氢燃料电池商业化的一个重要因素。
铂是一种稀有金属，价格昂贵且供应有限。
因此，研究人员一直在寻找替代铂催化剂的方法。
目前，一些非铂催化剂如钯、铜、镍等被广泛研究和应用。
这些非铂催化剂具有较低的成本和相对较好的催化活性，但仍面临着稳定性和耐久性等方面的挑战。
为了克服铂催化剂的高成本问题，研究人员还尝试改进铂催化剂的利用率。
一种方法是通过合成纳米级铂颗粒，以增加其表面积和催化活性。
另一种方法是将铂催化剂与其他材料复合，以提高其催化性能。
例如，将铂与碳纳米管、氧化物或金属合金等材料复合，可以改善催化剂的稳定性和电催化活性。
研究人员还在探索新型的催化剂替代方案。
例如，一些非贵金属催化剂如过渡金属氮化物、硫化物和碳基材料等被认为具有潜在的应用前景。
这些新型催化剂不仅具有较低的成本，还具有良好的催化活性和稳定性。
铂催化剂在氢燃料电池中扮演着重要的角色。
尽管铂催化剂存在成本高和稀缺资源的问题，但通过改进铂催化剂的利用率和寻找替代催化剂，可以进一步提高氢燃料电池的性能和降低成本。
未来，随着科学技术的不断进步，相信会有更多创新的催化剂出现，推动氢燃料电池的发展和应用。
铂金属催化体系的新进展
铂金属催化体系的新进展近年来，铂金属催化体系一直受到广泛的关注和研究。
随着科学技术的不断进步，人们对铂金属催化体系的认识也在不断深化。
在此基础上，诸多新的进展已经取得，为未来的研究提供了更多的可能性和方向。
本文将从铂金属催化体系的基础认识、新的催化剂设计和应用方面进行讨论，探讨铂金属催化体系的新进展。
一、铂金属催化体系的基础认识铂金属催化体系是指以铂为催化剂的化学反应体系。
在铂金属催化体系的反应中，铂催化剂起到了承载、催化化学反应和调控反应活性的作用。
因此，研究铂金属催化体系对于理解催化机理和开发高效的催化剂具有重要意义。
在传统的铂催化剂中，铂催化剂通常是以纳米颗粒的形式存在。
这种催化剂具有高的比表面积和良好的催化活性，但同时也存在着稳定性差和毒化严重的缺点，限制了其应用范围。
因此，研究如何提高铂催化剂的稳定性和抗毒性已成为目前的研究热点之一。
目前，研究人员已经通过精细组分设计和表面改性等手段，成功地开发了一系列新型的铂催化剂。
其中，核壳结构、合金结构和孔结构的铂催化剂成为了研究的重要方向之一。
这些新型催化剂具有较好的催化活性、稳定性和抗毒性等性质，在诸多领域中得到了广泛应用。
二、新的催化剂设计催化剂的设计是研究铂金属催化体系的重要方向之一。
在设计新型催化剂时，研究人员通常采用多种手段，如组分合理设计、表面改性和结构优化等，以提高催化剂的催化效率和稳定性。
1. 核壳结构催化剂核壳结构催化剂是一种由金属核和金属壳组成的复合催化剂。
通过在铂催化剂表面包覆一层表面不活泼的合金壳层，可以有效地抑制铂催化剂的毒化现象，提高催化剂的稳定性和毒物抗性。
近年来，核壳结构催化剂在燃料电池和电催化等领域中展示出了广泛的应用前景。
例如，金-铂核壳结构催化剂具有较高的电催化性能，被广泛应用于染料敏化太阳能电池和燃料电池等领域。
2. 合金结构催化剂合金结构催化剂是一种由多种金属元素组成的复合催化剂。
相对于单一组分的铂催化剂，合金结构催化剂具有更高的催化活性、更好的稳定性和抗毒性等优点。
2013-2014-2化工生产技术期末复习(给学生的)无答案
《化工生产技术》期末复习一、填空题1．均四氧化制均酐工艺包括原料准备工序、氧化工序、捕集工序、水解工序、浓缩工序、脱水工序、升华工序。
2．均苯四甲酸二酐易燃、有毒，对皮肤、眼睛和粘膜均有刺激性，遇水或置于湿空气中易水解成均苯四甲酸。
3. 催化剂加速化学反应的原因是活化能降低，目前均苯四甲酸二酐生产采用的是V2O5为活性组分的催化剂。
4．化工常用的高温热源有压力高的饱和水蒸汽、高压汽水混合物，有机载热体，电加热和烟道气加热，均苯四甲酸二酐生产反应器类型是列管式固定床反应器，移热介质是熔盐。
5．均四甲苯与空气的中的氧的反应过程是气态物料通过固体催化剂所构成的床层进行氧化反应，其过程包括扩散、吸附、表面反应、脱附和扩散等五个基本步骤。
6．乙苯脱氢随着反应温度的升高，平衡转化率提高，反应速度加快。
7．原料气中的二乙苯，在脱氢催化剂上能脱氢生成二乙烯基苯，二乙烯基苯在操作环境中极易聚合而堵塞管道、塔设备等系统。
8．乙苯脱氢的液空速是指每小时单位体积催化剂通过的乙苯液体体积。
9．苯乙烯极易自聚，反应压力升高将有利于苯乙烯的自聚，聚苯乙烯容易造成管道、设备的堵塞。
10．工业上，乙苯脱氢反应可采用低压或负压，也可采用惰性气体作稀释剂来降低烃的分压，以提高平衡转化率，也可抑制苯乙烯聚合。
11．苯乙烯分子中，由于侧链是C=C双键，因此，化学性质较为活泼，苯乙烯在室温下即能缓慢聚合。
12．乙苯脱氢生成苯乙烯的反应是分子数增大的反应。
13．苯加氢工段主要有四个系统组成，分别是苯干燥系统、苯加氢系统、环己烷和气体的分离系统、脱除庚烷系统。
14.以苯为原料制备己内酰胺，主要分四个工序，分别是苯加氢制得环己烷，环己烷氧化制得环己酮，环己酮羟胺化制得环己酮肟，环己酮肟重排制得己内酰胺。
15．镍系苯加氢催化剂活性好，价格便宜，但该体系催化剂有一些缺点，如耐硫性能差，耐热性差，工业使用寿命短。
16．铂系苯加氢催化剂较镍系催化剂有许多优点：耐硫性能好，中毒后易再生，耐热性能好。
用于加氢的金属元素
用于加氢的金属元素
加氢是一种常用的化学反应，可以使许多有机物、无机物等得到更好的应用，其中加氢催化剂是至关重要的组成部分。
而用于加氢的金属元素也是很多催化剂中非常重要的成分，下面我们就来看看用于加氢的金属元素有哪些。
一、钯（Pd）：钯是许多加氢催化剂中重要的组成元素，其广泛用于许多有机物化学反应过程中，如芳烃的氢化、卤代烃的脱卤、氢化酰基等反应。
由于钯的电子结构和催化活性，使其特别适合于催化加氢反应。
二、铂（Pt）：铂是一种常用的贵金属催化剂，其强氧化性和电子结构具有较好的催化活性。
铂可用于许多加氢反应，如烯烃的氢化反应、炔烃的氢化反应等。
三、镍（Ni）：镍是非常常用的加氢催化剂成分之一，具有良好的催化活性。
镍催化氢解烷基反应、芳烃的氢化反应、炔烃的氢化反应等许多有机化学反应中都有广泛的应用。
四、钌（Ru）：钌是一种较新的催化剂元素，其催化效能比其他金属催化剂要高得多。
钌常被用于加氢异构化、加氢酰基化反应、烯烃的氢化反应等许多反应中。
五、钯银（Pd-Ag）：钯银是一种常用的双金属催化剂，具有非常好的
选择性和催化活性。
钯银催化剂适用于一些高选择性的反应，如合成R-benzyl-N-benzylbenzamides、异构化反应等。
六、铂钌（Pt-Ru）：铂钌是一种双金属催化剂，其催化效能非常高。
铂钌催化剂适用于许多有机化学反应，如醇的脱氧反应、烯烃的氢化反应等。
总之，以上就是用于加氢的金属元素的相关内容，这些金属元素在催化反应过程中起着非常重要的作用。
铂族催化剂的设计及性能研究
铂族催化剂的设计及性能研究一、引言铂族催化剂作为一类有着高效催化作用的材料，已经广泛应用于各种化工反应中。
而针对不同的反应，设计出不同的铂族催化剂，可以达到更高的催化效率和更长的使用寿命。
本篇文章将介绍铂族催化剂的设计及性能研究。
二、铂族催化剂的设计铂族催化剂的设计涉及到许多因素，其中，最为关键的一点是选择合适的载体。
不同的载体会对铂族催化剂的性能产生影响。
例如，对于气相反应，可以选择具有较大表面积和高孔隙率的材料作为载体，以增加反应物与催化剂的接触面积；对于液相反应，应选用具有较高的化学稳定性和热稳定性的材料。
此外，还应考虑催化剂的物理化学性质，例如晶体结构和晶面结构等。
在设计铂族催化剂的过程中，还需要注意催化剂与反应物之间的亲和性。
一方面，催化剂应与反应物有良好的亲和力，以便于反应物进入催化剂表面进行反应；另一方面，催化剂应具有足够的稳定性，以避免被反应物破坏或失活。
三、铂族催化剂的性能研究铂族催化剂的性能研究通常是通过催化反应的活性、选择性和稳定性来评价的。
这些性能参数的影响因素非常广泛，主要包括催化剂组成、催化反应条件、反应物质量浓度、反应物质量比和反应物再生等。
以下将针对不同的催化反应介绍铂族催化剂具体的性能研究方法。
1. 甲醇重整反应甲醇重整反应是生产氢气的重要方法之一。
针对这一反应，研究铂族催化剂的性能通常是通过 CO 的消耗速率和 H2 的产生速率来评价的。
一些最新的研究表明，通过负载化Ni的铂族催化剂可以极大地提高催化剂的活性和选择性。
2. 催化加氢反应催化加氢反应是氢处理、炼油等工业中广泛应用的一种反应。
针对这一反应，研究铂族催化剂的性能通常是通过总反应速率、个别物质的反应速率、选择性和稳定性等方面来评价。
目前，研究人员通过设计具有不同酸性、孔隙度和表面性质的载体，优化铂族催化剂的性能。
3. 汽车尾气催化转化反应汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物和有机物是重要的气体污染物。
针对这些污染物，广泛采用的控制方法是利用催化剂进行催化转化。
新型镍催化剂在苯加氢中的应用研究
由表 4可见 ,在 85～340 ℃之间进行苯加氢反应 ,
实验结果表明在 110～240 ℃苯的转化率为 100%。说
明该镍催化剂活性较高 ,选择性好 ,能够在较宽的温度
范围内催化苯加氢反应而且不发生副反应 ,但同时发
现在低温时 , 苯加氢转化率较低 , 在 110 ℃时突变为
100% ,这可能是由于内扩散的影响 。 由表 5可见 ,对 100%转化率的产品液体进样 ,发
1 实验
本文中的新型催化剂为 N iO - MoO3 /A l2O3 - TiO2 负载型镍基催化剂 ,负载型镍基催化剂的传统制备方 法主要有浸渍法 ,离子交换法 ,沉淀法等 [4 ] 。本实验采 用溶胶 - 凝胶法制备镍催化剂 ,它具有添加组分混合 物不受化学计量组成的影响 ,金属粒子的微观易受控 制 ,比表面积孔隙率高 ,活性组分分离度高 ,催化剂热
3收稿日期 : 2008 - 09 - 19 作者简介 :周凯 (1982—) ,男 ,江苏海安人 ,硕士 ,助教 ,从事精细石油化学品深度加工研究 。电话 : 0519 - 88817555 转 3701, 13515251664, E - mail: zhoukai416@163. com。
第 36卷第 6期 周凯 :新型镍催化剂在苯加氢中的应用研究
33
水清洗烘干备用 ; ( 2) 将计算量的硝酸镍与钛酸丁酯
的醇溶液 ,放置于水浴中 ,并不断搅拌 ,形成均匀溶液 ;
(3) 将 (1)载体与 (2)中制得的溶液进行等体积浸渍 ,通
过改变浸渍后的浓度来控制金属负载量 ; (4) 浸渍完全
后 ,将催化剂沥干 ,于 60～100 ℃烘干 ,在一定温度下焙
第 36卷第 6期 2008年 12月
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生产技术化工科技,2007,15(6):42~45SCIEN CE &T ECHN O LO GY IN CH EM ICA L I NDU ST RY收稿日期:2007-08-09作者简介:吴永忠(1966-),男,江苏兴化人,南京化工职业技术学院高级工程师,从事科研与教学工作。
铂系与镍系苯加氢催化剂催化性能对比吴永忠1,张英辉2(1.南京化工职业技术学院应化系,江苏南京210048;2.中国石油吉林吉化建修有限公司,吉林吉林132021)摘 要:在实验室中对比了苯加氢N CG 系列镍催化剂和新型铂系苯加氢催化剂的性能,并在工业使用中进一步进行对比,最后给出工业应用的综合评价和提高环己烷质量的有效方法。
关键词:比较;性能;苯加氢催化剂;镍系;铂系中图分类号:T Q 426.8 文献标识码:A 文章编号:1008-0511(2007)06-0042-04生产己内酰胺的主要原料之一)))环己烷,除了从粗汽油中分馏和甲基环戊烷异构制备外,迄今为止主要由苯加氢制备的已达90%左右。
由于己内酰胺用途越来越广,其主要原料环己烷的生产日趋重要。
苯加氢制环己烷是石油化工中重要的催化加氢过程,世界上环己烷产量已大于300万t/a,环己烷主要用于生产己内酰胺和树脂,也可用作溶剂和其它化工原料。
国内主要采用装有催化剂的固定床苯加氢反应器,由于该催化剂具有优良活性和热稳定性及机械强度,在实际生产中取得了良好的效果。
研究发现Pt,Pd,Ni,Ru,Rh,Co 等少数几种金属,对苯加氢反应具有良好的催化活性。
目前工业上广泛应用的苯加氢反应催化剂,主要分为镍系和铂系两大类[1~3]。
镍系苯加氢催化剂主要有Ni/Al 2O 3、Ni/SiO 2和骨架镍系等工业产品;其中N i/Al 2O 3和Ni/SiO 2苯加氢催化剂应用较为广泛。
在生产实践中发现:镍系苯加氢催化剂苯加氢活性好,价格便宜,但该体系催化剂有一些缺点,如耐硫性能差,耐热性差,一般工业使用温度120~180e ,液苯空速低(0.1~ 1.0h -1,一般为0.2~0.8h -1),工业使用寿命短,一般为一年到两年,只能副产低压蒸汽。
目前我国镍系苯加氢催化剂主要用于中小型生产装置;Pt 系苯加氢催化剂较Ni 系催化剂有许多优点:耐硫性能好,中毒后易再生,耐热性能好,工业操作温度可达200~400e ,可副产中压蒸汽(1.0M Pa),液苯空速可达1.0~ 2.0h -1,工业使用寿命大于5年。
Pt/Al 2O 3催化剂应用于大型己内酰胺厂苯加氢工艺具有较大优势,如南京东方化工有限公司引进荷兰DSM Stamicaro n 公司技术建成的50kt/a 己内酰胺生产装置中就采用Pt 系苯加氢工艺。
镍系苯加氢与铂系苯加氢催化剂,国外市场各占约一半,国内目前仍以镍系为主。
今后发展趋势仍为两个系列并存的格局,但从工业生产装置大型化,高产能、长寿命、抗毒性等角度考虑,使用铂系苯加氢催化剂具有比较明显的优势。
笔者在研制铂系苯加氢催化剂时,发现铂催化剂与镍催化剂的反应条件与催化性能均存在较大的差异。
为了更好的使用好这两种催化剂,有必要对这2种催化剂进行详细的比较。
1 加氢催化反应及其催化剂苯加氢制环己烷反应是一强放热反应,其主要化学反应式如下。
主反应:C 6H 6+3H 2C 6H 12+215.7kJ/mo l (1)主要副反应:C 6H 6+3H 2C 5H 9CH 3+16.58kJ/mol(2)C 6H 6+3H 23C+3CH 4+315.9kJ/m ol(3)反应式(1)为主反应,生成目的产物环己烷;反应式(2)为主要副反应,生成甲基环戊烷,影响目的产物环己烷的纯度;反应式(3)则会造成催化剂表面积碳,影响催化剂活性及强度。
因此工业上要求催化剂应具有优良的苯加氢活性和环己烷选择性,并具有良好的耐热性能和强度。
国内苯加氢制环己烷的生产工艺,除岳阳鹰山石化总厂己内酰胺装置引进法国IFP 液相苯加氢工艺外,其余均为固定床气相苯加氢工艺。
国内大多数苯加氢装置使用Ni 系苯加氢催化剂,仅有南京东方化工有限公司的引进装置使用Pt 系苯加氢催化剂。
国内外苯加氢催化剂研究主要集中在Ni 系和贵金属系如Pt 、Pd,Rh,Ir 等催化剂,工业上贵金属以铂系苯加氢催化剂为主。
2 镍系苯加氢催化剂2.1 镍系苯加氢催化剂工业装置工艺流程简介参考燕山石化有限公司聚华公司苯加氢装置,其镍系苯加氢催化剂工艺流程见图1[1]。
苯与氢气在蒸发器内混合加热后进入装有催化剂的加氢反应器,反应后的气体与进入蒸发器前的氢气进行换热,再经二级冷凝后,成品环己烷流入计量罐,分析合格后打入成品罐,含氢尾气则与新鲜氢气混合后进入压缩机入口,压缩后的氢气经换热与苯在蒸发器混合,如此循环。
图1 镍系苯加氢工业装置的工艺流程示意图2.2 镍系苯加氢催化剂工业反应条件燕山石化有限公司聚华公司苯加氢装置采用安格公司催化剂厂(原南化集团公司催化剂厂)最新研制的高性能N CG -6型镍催化剂[1]。
经调优后该催化剂的反应条件为:反应器入口温度140e ,反应温度150~200e ,反应压力0.2~0.5MPa,液苯空速0.2~0.5h -1,氢苯摩尔比\10。
2.3 镍系苯加氢催化剂催化反应特点NCG 镍系苯加氢催化剂[2](安格公司催化剂厂(原南化集团公司催化剂厂)最早研制的镍系苯加氢催化剂)和新型铂系苯加氢催化剂的工业产品质量数据见表1。
表1 NCG 镍系和新铂系苯加氢催化剂催化反应产物产品质量数据1)催化剂转化率/%w (环己烷)/%w (甲基环戊烷)/%w (其它)/%w (总杂质)@10-6NCG 型镍10010099.9099.900.03200.03040.05280.052710001000NC G -6型镍10010099.9499.920.01870.01870.02090.022*******新型铂100100100.00100.000.00480.0045<10@10-6<200<2001)仪器检测限为10@10-6。
由2.2及表1可见,镍系苯加氢催化剂活性高,反应温度和压力较低,但其液苯空速较小,产物中环己烷选择性不高,特别是主要副产物甲基环戊烷质量分数约为(180~350)@10-6,其余杂质质量分数为(200~550)@10-6,两者质量分数之和达(400~1000)@10-6。
3 铂系苯加氢催化剂3.1 铂系苯加氢催化剂工业装置简介铂系苯加氢催化剂装置参考南化公司磷肥厂苯加氢装置,见图2[3]。
氢和苯经混合加热后进入主反应器进行加氢反应,反应后的产品及残留的氢苯混合气经过氧化锌脱硫和后反应器进入后处理阶段。
其中,主反应器与后反应器填装的都是同一种铂系苯加氢催化剂,后反应主要作用是确保反应物中的苯完全反应。
图2 铂系苯加氢工业装置的工艺流程示意图3.2 铂系苯加氢催化剂工业反应条件反应器入口温度为180~200e ,反应压力3.1M Pa,液苯空速1.6~1.7h -1,n (H 2)B n (苯)\3.8,反应热点温度360~380e 。
3.3 铂系苯加氢催化剂反应特点由3.2及表1可见,铂系苯加氢催化剂活性高,反应温度和压力较高,其液苯空速较大,产物中环己烷选择性较高,特别是主要副产物甲基环戊烷质量分数为50@10-6以下,其余杂质均检不出,这对高要求的环己烷产品特别有利,且在己内酰胺生产中不需精制,直接进入后工序。
#43#第6期吴永忠,等.铂系与镍系苯加氢催化剂催化性能对比4 两种催化剂性能对比4.1 在实验室中的性能对比笔者模拟工业生产条件,采用电加热为热源、单管反应器来进行催化剂性能检测。
铂系苯加氢催化剂的性能检测条件为:原粒度催化剂30mL,在压力3.0MPa 、进口温度170e 、原料液速2.0h -1、n (H 2)B n (苯)= 4.0;镍系苯加氢催化剂的性能检测条件为:原粒度催化剂30m L,在压力1.0MPa 、进口温度140e 、原料液速0.5h -1、n (H 2)B n (苯)=10.0。
催化剂的催化产物分析采用气相色谱法分析,两种催化剂的催化反应产物分析结果见图3、图4。
图3铂系苯加氢催化剂催化反应产物谱图图4 镍系苯加氢催化剂催化反应产物谱图从图3、图4可以看出:对镍系苯加氢催化剂来说,其催化反应副反应较多,其量也较多;对铂系苯加氢催化剂来说,不仅催化活性高,看不到苯(约28min)的存在,而且主要为主产物环己烷(约7min),副反应产物种类少,其量也较少。
4.2 在工业生产中的性能对比由工业产品数据表1可知,NCG 镍系苯加氢催化剂和新型铂系苯加氢催化剂在工业使用中的活性很高,都可以达到全部转化。
对比产品中杂质可以看出:铂系催化剂的选择性高,副反应少,副产物基本为甲基环戊烷,其质量分数一般小于50@10-6;NCG 和NCG -6型镍系催化剂副反应多,产品中的杂质甲基环戊烷质量分数一般小于350@10-6和200@10-6,并且杂质中除了甲基环戊烷,还有甲基环己烷和正己烷等,NCG 型催化剂中这些杂质总质量分数超过500@10-6;在NCG -6型催化剂的产品中这些杂质总质量分数超过200@10-6,这与实验室结果相一致。
4.3 两种催化剂的优缺点铂系苯加氢催化剂的优势在于活性高,选择性高,不易中毒,处理量大,使用寿命长,但是价格昂贵。
镍系苯加氢催化剂虽然在活性选择性上逊于铂系苯加氢催化剂,寿命也较短,但是价格低廉,并且性能可以满足某些工业生产的需要,如溶剂级环己烷等。
镍系苯加氢催化剂较低的液苯空速影响装置的处理能力,如果要提高处理能力就必须安装较大的设备或多套设备,提高了设备投资和生产成本。
4.4 铂系苯加氢催化剂的性能优势铂系苯加氢催化剂较镍系苯加氢催化剂有许多优点:高活性、高选择性,液苯空速大(1.0~2.0h -1),工业操作温度可高达200~400e ,可副产中压蒸汽,工业使用寿命长,且催化剂耐硫性能好,中毒后易再生,耐热性能好。
4.5 苯加氢生产发展趋势近年来,环己烷需求越来越大,其催化剂主要有铂催化剂(一般为大装置)和镍催化剂(一般为小型装置),其产能越来越大。
随着国内大型己内酰胺的不断上马和扩建,国内需求高质量的环己烷越来越大。
为了满足其快速增长,一些使用镍催化剂的厂家正在设法提高其质量,特别是降低甲基环戊烷的含量,要达到铂催化剂的水平,对使用镍催化剂的生产工厂来说,是相当困难的。
对于大型厂来说,对现有镍系苯加氢装置进行改造,使其适应铂系苯加氢装置的要求,从而提高环己烷产品的质量,满足下游产品的需求。
5 结 语(1)在铂系苯加氢催化剂和镍系苯加氢各自特定的反应条件下,其加氢的转化率相差不大,但是镍系苯加氢催化剂的环己烷选择性逊于铂系苯加氢催化剂,因而从总体来说,铂系苯加氢催化剂#44# 化 工 科 技 第15卷的催化性能优于镍系。