精細(xì)化工中催化加氫技術(shù)的運(yùn)用

郝偉

摘要：伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國(guó)化工廠制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其主要應(yīng)用是負(fù)載型催化劑。這類催化劑活性高，會(huì)對(duì)某些金屬材料的負(fù)載能力造成不同程度的影響。文章主要是對(duì)行業(yè)內(nèi)的催化加氫技術(shù)進(jìn)行較為詳細(xì)的闡述。研究其技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)，使該技術(shù)在精細(xì)化工中發(fā)揮更大的作用。

關(guān)鍵詞：化工;加氫技術(shù);催化劑

前言：

隨著大氣污染的加重，化工產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)地位如硫化橡膠堿還原法等，由于它們對(duì)大氣污染的相對(duì)嚴(yán)重性將自然環(huán)境的相對(duì)改善會(huì)關(guān)注加氫還原反應(yīng)。由于多相催化加氫的主要用途比較普遍，本文重點(diǎn)討論催化加氫技術(shù)在生化工業(yè)中的應(yīng)用

1、加氫催化劑

在還原反應(yīng)中，加氫催化劑是其關(guān)鍵組分。目前我國(guó)開(kāi)展的科研工作的重點(diǎn)應(yīng)用是Pd/Pct/框架鎳催化劑。

鎳系催化劑鎳系

有兩種主要類型的催化劑，即硅藻土和二氧化硅。其相關(guān)化工人員采用沉積法處理硝酸鎳沉積問(wèn)題，并將其置于載體上，在具體應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)采用氫催化的方法，保證其催化劑溫度在400℃左右，其起伏不超過(guò)50℃，不易引起自燃。 骨架鎳是一種會(huì)受到強(qiáng)酸腐蝕的物質(zhì)，它將以多孔海綿的形式出現(xiàn)。因此，在具體的制備過(guò)程中，應(yīng)以一些相對(duì)穩(wěn)量的元素加入鈦中。這樣將改善各種合金的特性，在使用特定催化劑的過(guò)程中，無(wú)論是pH值還是可蝕性，都會(huì)有一定程度的影響催化劑的特性。鎳基催化劑具有很強(qiáng)的合理性因此在特定的應(yīng)用中更加快捷，同時(shí)使用空間也比較大。

1.2鈀系催化劑

鈀系催化劑的制備方法比較簡(jiǎn)單。氯化鈀必須先熔化，使物質(zhì)更好地融入鹽酸溶液中，然后必須加入一定量的活性炭，使鈀充分發(fā)揮作用。被污染的活性炭將解決干燥問(wèn)題，恢復(fù)其氡氣，并控制引起氧化反應(yīng)的溫度。這種制備方法是大多數(shù)催化劑生產(chǎn)過(guò)程的重要組成部分，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)控制重要物質(zhì)轉(zhuǎn)移的頻率。

1.3 鉑系催化劑

制備鉑基催化劑的關(guān)鍵是將氯化鈀放入水中，并在水中加入過(guò)多的氯鉑酸進(jìn)行干燥處理，并將干燥處理溫度調(diào)至35℃，使其迅速熔化。引起化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化氮?dú)怏w，同時(shí)，它會(huì)繼續(xù)含有深褐色的堆積物。化學(xué)反應(yīng)后，必須再次調(diào)溫，升溫至500℃，再溶解產(chǎn)生二氧化鉑加氫裂化催化劑。

1.4 活性炭/載體材料活性炭/

載體物質(zhì)具有非常高的催化反應(yīng)能力，因此對(duì)活性炭本身的特性會(huì)有更高的規(guī)定。活性炭等化學(xué)物質(zhì)與其他機(jī)械殘留物不能混用。所用原料大多為扁桃核物質(zhì)。

1.5銅系催化劑

銅系催化劑的總面積比較大，另外，物質(zhì)本身的生命力也比較高。用于反映環(huán)烯烴的加氫裂化。如果催化劑在具體應(yīng)用中是一種獨(dú)立的方法，那么很容易產(chǎn)生燒結(jié)的現(xiàn)象，一旦產(chǎn)生燒結(jié)現(xiàn)象，就會(huì)在整個(gè)制備過(guò)程中造成混亂，為了防止這些問(wèn)題，要使用載體來(lái)處理它們。

2、催化加氫技術(shù)的應(yīng)用

2.1 氨基酚

羥基苯的制備主要是將硝基苯置于稀鹽酸中，根據(jù)化學(xué)物質(zhì)的功效重排，得到氨基苯酚。常用催化劑的關(guān)鍵是5%的Pt/C，貴金屬與硝基苯的質(zhì)量比要控制好。在（0.0005～0.0050）范圍內(nèi)：1。操作其操作溫度，保持溫度在80℃，操作壓力在11～12MPa，最后用雙氧水溶解，以10%的稀鹽酸為物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)。

2.2催化加氫制備2，2-氯氫化偶氮苯

以0.8%Pd/C催化2-偶氮二氯苯，甲苯為溶劑，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中加入表面活性劑和助催化劑。鄰硝基氯苯在0.6MPa、55～75℃下氫化3h。上述方法是由化學(xué)家宋東明提出的。美國(guó)最早申請(qǐng)專利的方法是在基本條件下鄰硝基氯苯液相加氫制備2，2 -二氯氫化偶氮苯，為固-液-氣三相反應(yīng)。主要催化劑為0.5% ～ 1% Pd/C或Pt/C，貴金屬與硝基的凈重比為（0.0002 ～ 0.0010）：1。

2.3催化加氫

以0.8%Pd/C為催化劑，二甲苯為有機(jī)溶劑，對(duì)2-偶氮苯二氯進(jìn)行了催化反應(yīng)。在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中加入表面活性劑和助催化劑，鄰硝基氯苯在0.6MPa、55～75℃條件下加氫3h。上述方法顯然是由宋東明科學(xué)家提出的。英國(guó)專利的第一個(gè)操作是鄰硝基氯苯在部分堿標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行高效液相氫化生產(chǎn)2，2 -二氯酯化偶氮苯，是固-液-氣三相反射。主要催化劑為0.5% ～ 1% Pd/C或Pt/C，貴金屬與硝基化合物的凈重比為（0.0002 ～ 0.0010）：1。

3、催化加氫影響因素

3.2催化加氫反應(yīng)條件

反應(yīng)條件是反應(yīng)速率、反映介質(zhì)、壓力、溫度、設(shè)備等諸多影響催化加氫的要素中的關(guān)鍵要素之一。對(duì)于水溶性硝基物，水或水-醇可選作有機(jī)溶劑。可以添加其他反應(yīng)，其他溶劑通常需要高壓，對(duì)設(shè)備的要求比較高，因此采用有效合理的反應(yīng)熱去除方法非常重要，明確指出管式反應(yīng)器化學(xué)平衡常數(shù)明確，反映了管理制度對(duì)選擇碳鋼的更高要求。長(zhǎng)期以來(lái)一直認(rèn)為可以選用不銹鋼板。對(duì)于極不穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)，可以使用夾層玻璃襯里。進(jìn)行維護(hù)。此外，加快一些大負(fù)荷商品催化反應(yīng)加氫處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，很容易形成公司規(guī)模，節(jié)省項(xiàng)目投資，從一代到產(chǎn)品化的科研應(yīng)盡快發(fā)展。

3.3抑制脫氧

一些含氯的化合物很難催化氧化，因?yàn)榧託溥^(guò)程中始終會(huì)發(fā)生脫氯反應(yīng)，但選擇合適的脫爪抑制劑可以合理地抑制脫爪反應(yīng)，比如上面提到的鄰爪苯胺，關(guān)鍵是加入亞磷酸鈉。亞磷酸鈉具有抑制脫鉤的作用，使反應(yīng)順利進(jìn)行。國(guó)外有很多專利報(bào)道，如有機(jī)化學(xué)胺、三苯醋銨、氨、甲鹽等，作為除臭劑的抑制劑有很好的預(yù)期效果，但對(duì)催化反應(yīng)速率有不利影響。在許多情況下，減少催化劑用量并添加脫氫緩凝劑。降低溫度、減少有機(jī)溶劑乙醇用量等預(yù)防措施有利于有效抑制副作用。這種策略從本質(zhì)上削弱了整個(gè)系統(tǒng)的催化反應(yīng)強(qiáng)度，在抑制不良反應(yīng)的同時(shí)，導(dǎo)致中間產(chǎn)物增加，反應(yīng)更趨完全，反應(yīng)速度加快。相反，加強(qiáng)體系的催化反應(yīng)速度條件，如反應(yīng)溫度高，反映更徹底，時(shí)間明顯減少，但不良反應(yīng)相對(duì)容易發(fā)生。因此，選擇合適的催化反應(yīng)加氫條件對(duì)于提高整體目標(biāo)物質(zhì)的收率和質(zhì)量具有重要意義。

結(jié)束語(yǔ)：

催化加氫技術(shù)與其他化工技術(shù)有很大不同，其技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品多為產(chǎn)物和水，不易產(chǎn)生較多的廢棄物質(zhì)，大部分新的科研項(xiàng)目也成為需要考慮的內(nèi)容，采用催化加氫技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品收率和質(zhì)量較高。總體要求的化學(xué)反應(yīng)研究非溫和，技術(shù)應(yīng)用污染性不高，可實(shí)施性較強(qiáng)，應(yīng)不斷改進(jìn)技術(shù)，完善其生產(chǎn)過(guò)程。

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