高效镍基催化剂及催化加氢合成对氨基苯乙醚新工艺研究

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对氨基苯乙醚是重要的药物与精细有机合成中间体,主要用作食品抗氧剂乙氧喹的前体等,具有应用范围广,市场需求量大等特点。对硝基苯乙醚催化加氢合成对氨基苯乙醚新工艺具有选择性和稳定性高、三废少等优点。但由于在催化反应过程中催化剂的种类及催化条件制约了底物的转化率、选择性及催化剂套用次数,限制了其工业化应用。论文在文献阅译和工艺原理分析的基础上,研究了催化加氢合成对氨基苯乙醚新工艺,重点研究了高效镍基催化剂及合成工艺过程和参数,探索出了一条适用于本公司的合成新工艺。通过构建Ti-Ni-Al、Mo-Ni-Al、Cr-Ni-Al三种改性的骨架镍催化剂,实验研究了改性后催化剂的转化率、选择性及稳定性。Mo-Ni-Al骨架镍催化剂具有最好的转化率、选择性及催化稳定性,探究了运用该催化剂的较优工艺参数:反应温度363K;反应压力2.0 MPa;甲醇为溶剂,溶剂:对硝基苯乙醚=1:1(V/V)。对硝基苯乙醚转化率接近完全,对氨基苯乙醚选择性99.3%。但该催化剂在循环套用15次后,其催化活性会有明显下降。为了解决催化剂套用次数的问题,探索更好的催化剂类型,论文随后采用等体积浸渍法(IWIP)以SiO2、TiO2、γ-A12O3为浸前载体制备Ni基负载型催化剂,并通过比表面积测试(BET)、X射线衍射形貌术(XRT)、TPR还原法和活性评价等多种手段对负载型镍基催化剂进行了评估。确定了以γ-A1203为载体的镍基负载型催化剂具有最高的转化率和选择性。其镍含量与其催化活性表现出一定的规律性:起始时,负载型镍基催化剂的催化活性随着镍含量的增加而增加,但载体镍含量超过30wt.%时,其转化率和选择性达到阈值。选择了运用该催化剂的较优工艺参数:甲醇为溶剂,反应温度 359~368K,反应压力2.0MPa,搅拌转速800rpm;对硝基苯乙醚转化率接近完全,对氨基苯乙醚选择性99.2%。催化剂套用35次后没有明显下降。经工业化生产试验探索,生产数据与研究结果基本一致,实际生产中水的用量要求不得大于溶剂用量的10%,装料系数应小于80%。催化剂循环套用催化活性无明显影响。研究成果为产品进一步放大生产积累了相关数据,提供了可行的工艺参数组合。
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