镍基催化剂上丙酮的常压气相加氢.pdf
.2001 文章编号：1006-2939 (2001)03-0041-03 镍基催化剂上丙酮常压气相加氢（吉林工业学院化工系，吉林长春） 要点：加氢研究了丙酮在常压下的反应。 对于镍基催化剂，确定了异丙醇选择性较高的催化剂更合适的活化时间、活化温度、反应温度等工艺条件，对丙酮/异丙醇化学热泵的实际工业应用具有指导意义。 关键词：激活； 丙酮; 镍基催化剂 CLC号：文献识别码：A 近年来，丙酮的产量不断增加，因为甲基丙烯酸甲酯的生产方法有向馏分直接氧化法转变的趋势，而丙酮的用量也随之增加。用作溶剂的日益减少，缩小了丙酮的应用范围。 因此，将丙酮转化为其他产品具有重要意义。 另外，丙酮加氢反应和异丙醇脱氢反应结合起来可以形成化学热泵，对于节能具有重要意义。 研究了异丙醇脱氢催化剂及其催化精馏工艺。 本文重点介绍丙酮的加氢。 迄今为止，用于丙酮加氢的主要催化剂包括：催化剂等。考虑到工艺的经济性和适用性，采用镍基负载型催化剂来探索丙酮加氢催化剂的工艺条件。 实验所用原料丙酮为北京化工厂生产的分析纯，含量为995%； 硝酸镍、硝酸铜为分析纯试剂，开原化学试剂一厂生产； 白炭黑由青岛海洋化工厂生产，比表面积100g； 氢气由长春制氧厂生产，纯度为999%。
采用浸渍法制备催化剂。 称取一定量的硝酸镍和硝酸铜，按比例配制溶液，将二氧化硅浸入其中。 边加热边搅拌一段时间，然后进行抽滤、干燥、焙烧，得到所需的催化剂。 催化反应性能评价采用固定床管式反应装置来评价催化剂的性能。 反应管为300mm石英管，采用DWT-702精密温控仪控制反应温度。 用转子流量计测量氢气，测量后用微型加料器供给丙酮。 丙酮汽化后与氢气混合，进入反应器在规定条件下反应。 采用鲁南化工仪器厂SP-501型气相色谱仪对产物进行分析。 色谱的固定相是有机载体。 实验结果与讨论在活性较低的催化剂作用下，丙酮加氢反应副产物异丙醚较多，丙酮的转化率不高。 活化条件对催化剂的活性影响很大。 因此，确定合适的活化条件，提高催化剂的活性，可以提高丙酮的转化率和异丙醇的选择性。 催化剂活化条件实验中，催化剂负载量为64 mL，丙酮进料流量为182 mL/min，氢气与丙酮的摩尔比为3。活化温度的影响催化剂在不同温度下活化4次。小时。 实验结果如图1所示。 可以看出，随着活化温度逐渐升高，相应的转化率和选择性呈现逐渐增加的趋势。 当活化温度达到623 收稿日期: 2001-07-05 基金项目: 吉林省科委科学基金资助项目(吉科合字第2号) 作者: 尹力 (1973 不同催化剂活化温度与丙酮转化率的关系)异丙醇选择性之间的关系为80.5%和97.4%。
如果活化温度低，反应会进行缓慢且不完全，导致活化后的催化剂活性低； 温度过高，活化反应快速剧烈，放出大量热量，易造成催化剂烧结，从而使催化剂部分失活。 因此，确定催化剂的最佳活化温度为623℃。活化时间实验。 当活化温度为623℃时，通过改变活化时间进行多组实验。 结果如图2所示。从不同催化剂活化时间、丙酮转化率和异丙醇选择性之间的关系可以看出，活化时间为6小时，丙酮转化率最高，为87.6%，选择性异丙醇的含量也达到最高值97.4%。 如果继续延长活化时间，转化率和选择性会略有下降。 活化时间短也使反应不完全，活化后的催化剂活性较低，因此转化率和选择性不高。 如果活化时间过长，活化过程中放出的热量较大，也会引起催化剂的烧结，从而降低活性。 综上所述，反应温度的影响在于丙酮加氢本身是一个放热反应，反应需要在一定的温度下进行。 因此，反应温度对于获得较高的丙酮转化率和异丙醇选择性非常重要。 活化温度623K、活化时间6h的影响。 通过改变反应温度进行了几组实验，如图3所示，可以看出不同反应温度对丙酮转化率和异丙醇选择性的影响。 随着反应温度升高，转化率和选择性均增加，在453℃左右达到最大值，超过该温度后则呈现相应下降趋势。 这是因为当反应温度较低时，反应开始缓慢且不充分，因此转化率和选择性相应较低。
当反应温度过高时，不仅催化剂容易因烧结而失活，而且由于丙酮加氢是放热反应，反应温度过高也不利于产物的形成。 因此，确定最佳反应温度为448(1)。 通过对镍基催化剂条件的实验，确定了镍基催化剂丙酮加氢制异丙醇的最佳活化温度为623K，最佳活化时间为6 (2)丙酮加氢反应的最佳反应温度镍基催化剂上的温度测定为 44°C。 (3)在最佳催化剂活化条件和反应温度下，丙酮转化率为87.6%，异丙醇选择性为97.4%。 该反应条件可应用于丙酮/异丙醇化学热泵的实际生产。 参考文献：离子交换树脂负载Ni催化剂上异丙醇液相脱氢[J]. 石油化学工业，1998，1990。日本公共许可证：Hei 3-56428，1991。日本公共许可证：Hei 2-，1990。日本公共许可证：Hei 3-41038，1991。丙酮常压气相加氢反应和催化剂的研究[D]. 长春: 吉林工业学院化学工程系, 2000. -, - Jiang, HEYan-feng, -min (.,,,China):-.d.:;;nicke-