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苯部分加氫催化劑發(fā)展概況
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 神馬催化    2024-09-14

苯部分加氫催化劑，為苯部分加氫生產(chǎn)環(huán)己烯過程的關(guān)鍵催化劑，也可應(yīng)用于其他芳烴部分加氫生產(chǎn)其他烯烴的技術(shù)領(lǐng)域。環(huán)己烯是非常重要的有機(jī)化工原料之一，是生產(chǎn)尼龍和聚氨酯的重要中間體。環(huán)己烯具有活潑的雙鍵，可直接水合生成環(huán)己醇，而環(huán)己醇可脫水生成環(huán)己酮或在硝酸條件下氧化生成己二酸。

其中，己二酸的主要用途為合成尼龍 66 鹽，進(jìn)而制造聚酰胺樹脂和纖維（尼龍 66）；環(huán)己酮在鈦硅分子篩催化劑作用下，與氨氣、雙氧水反應(yīng)制得環(huán)己酮肟，環(huán)己酮肟在發(fā)煙硫酸作用下重排生成己內(nèi)酰胺；己內(nèi)酰胺最終聚合制得尼龍 6。

環(huán)己烯天然產(chǎn)品極少，隨著下游產(chǎn)品的開發(fā)和聚酯工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)用量很大，因此環(huán)己烯的來源主要是靠化學(xué)制備，而國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和業(yè)界對環(huán)己烯的制備方法經(jīng)歷了較長時間的探索。傳統(tǒng)的尼龍 6、尼龍 66 制備工藝均為苯完全加氫工藝技術(shù)路線，經(jīng)由苯完全加氫生成環(huán)己烷、環(huán)己烷氧化生成環(huán)己醇和環(huán)己酮的混合物（KA 油），進(jìn)而生產(chǎn)下游產(chǎn)品。由于環(huán)己烷氧化屬于自由基鏈反應(yīng)，容易發(fā)生爆炸，苯單程轉(zhuǎn)化率只能控制在 3%~5%，碳原子利用率 85%左右，其余轉(zhuǎn)化為成分復(fù)雜且難以回收利用的副產(chǎn)物，副產(chǎn)物需通過加堿中和后再焚燒處理。

1972 年，杜邦公司以三氯化釕為催化劑在高壓釜中對苯選擇加氫反應(yīng)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)體系中加入水，可以使環(huán)己烯的收率達(dá)到 30%左右，這為苯選擇加氫制備環(huán)己烯的工業(yè)路線實(shí)現(xiàn)工業(yè)化提供了可能。

1986 年，日本旭化成公司成功將苯部分加氫制備環(huán)己烯、環(huán)己烯進(jìn)而通過水合反應(yīng)制備環(huán)己醇的工藝（烯法）實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。苯選擇加氫技術(shù)路線克服了苯全部加氫的缺點(diǎn)，避免了環(huán)己烷氧化步驟，杜絕了安全隱患，碳原子利用率達(dá)到 100%，苯單程轉(zhuǎn)化率可控制在40%~60%，氫氣消耗僅為傳統(tǒng)路線的 65%左右。

苯部分加氫催化劑中的負(fù)載貴金屬釕能夠使苯加氫停留在生成環(huán)己烯階段，并提高催化劑對環(huán)己烯的選擇性，在催化苯選擇加氫制環(huán)己烯反應(yīng)中具有獨(dú)特的作用。通過環(huán)己烯法生產(chǎn)己二酸、環(huán)己醇、環(huán)己酮的工藝技術(shù)，具有流程合理、物料消耗少、環(huán)境影響小、安全性能高、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，有較強(qiáng)的市場競爭力，為現(xiàn)在市場上主流的工藝技術(shù)。

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