《石油催化催化剂》PPT课件

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1、苯加氢制备环己烷的催化剂研究进展答辩人：程凯指导教师：汪颖军（教授）1.研究背景和意义2.环己烷制备方法的研究进展3.苯加氢制取环己烷催化剂的研究进展4.苯加氢制取环己烷工艺路线的研究进展5.评价与展望环己烷，别名六氢化苯，是一种重要的有机化工原料和有机溶剂，还可用作分析试剂。同时，环己烷还是一种重要的有机合成原料。环己烷的工业制备方法有多种，可由苯经氢化或石油馏分中回收制得，随着世界工业进程不断的发展前进，用原油分离获得的环己烷无论数量还是质量上都不能满足工业上对环己烷与日俱增的需求量，因此，用苯加氢制取环己烷的方法已成为工业制取环己烷的主流方法。石油馏分的分离精制法：蒸馏并吸取原料

2、中沸点为65.6~85.3℃之间的馏分，所吸取馏分中的主要成分为环己烷和甲基环戊烷，甲基环戊烷经异构化处理后转化为环己烷。苯加氢制取环己烷法：苯和氢在催化剂存在的条件下，通过氢气与苯环中的C-Cπ键发生加成反应，使苯环中的不饱和分子键达到加氢饱和，从而生成环己烷。苯加氢生产环己烷的化学反应过程伴随着大量热量的放出，在反应过程中需要一定的压力条件，反应过程中的主反应为：C6H6+3H2=C6H12-215.7kJ/mol（1）副反应主要包括：C6H6+3H2=C5H9CH3（甲基环戊烷)-16.58kJ/mol（2）C6H6+3H2=3C+3CH4-315.9kJ/mol（3）苯加氢制取

3、环己烷的方法分类：苯加氢生产环己烷是比较典型的催化加氢反应。依照在工艺生产的过程中反应物所处的相态可分为气相法、液相法、以及新近用于生产实践中的气液两相法。气相法：气相法的工艺流程通常为反应发生之前，苯和氢按一定物质的摩尔比（3.5~8.0）进行混合，通入到热交换器中进行汽化。将一定温度的混合气体通入到装有催化剂的固定床反应器中，在特定的条件下苯环发生催化加氢饱和。反应后的产物通入到冷却器中，苯和环己烷等一些副产物为低沸点物质冷凝为液体状态的物质，混合物经气液分离器沸点不同的物质将发生分离，气体由分离器上的管子排出，剩余的液状物质流入储料罐中即可得到环己烷产品和一些副产应产物。液相法：

4、将氢气与液态苯分别通入到装填了催化剂的主反应塔中于一定的条件下进行反应。主反应塔的产物未经冷却处理，再次加入到装有相应催化剂的固定床补充反应塔中，进行再次加氢催化处理，以便提高反应物的转化率和产物的纯度。对产物进行有效的分离处理，即得产品环己烷。气液两相法：将反应原料以液态加入反应器底部首先进行液相反应，该过程中散发的热量将部分液相反应物转化为气态。随着反应的进行，床层温度逐渐提高，物料以气液混合的状态到达反应器中上部，继续进行反应。在该工艺生产操作过程中进料方式采用液态进料方式，随着反应的进行，反应器内实现了液相反应、气液两相反应和气相反应分别在反应器内的不同部位同时进行，并且催化剂

5、颗粒由完全润湿状态经部分润湿状态连续过渡至完全变干的状态，从而实现气液两相反应在单个催化剂床层内同步进行。当前在工业生产过程中苯加氢所用催化剂通常是以金属作为催化剂的催化活性中心，且具有良好加氢催化反应效果的多为贵重金属。目前为止，苯加氢常用的催化剂根据其活性组分的不同主要可分为镍系、钌系、铂系和金属胶体四大类。镍系催化剂：是较早用于苯等芳香烃类加氢反应的催化剂，镍基催化剂价格相对便宜，因此在工业生产中应用较多。但大多数镍系催化剂的催化性能并不理想，需进一步改进，其中超细负载型催化剂和镍与其它金属复合的催化剂是很好的发展方向。非晶态合金的热稳定性如果能得到解决，也将是一种较好的镍系催化

6、剂。铂系催化剂：与镍系催化剂相比，铂系催化剂耐硫性能好，中毒后可再生，耐热性好，环己烷选择性好，产品不需分离，使用寿命一般较长，故一直以来多用于大型生产装置。但铂系催化剂价格高，因此限制了其在工业生产中的应用。钌系催化剂：镍系和铂系催化剂在对苯进行加氢催化时，反应条件一般较高，而环己烷的收率却较低。在这一点上，钌系催化剂的性能比前二者好，钌系催化剂在苯加氢反应中的优势非常明显，但是由于价格较昂贵，目前仍处于实验研究阶段。金属胶体催化剂：金属胶体催化剂作为一种新型催化剂，由于其具有粒径小、比表面积较大等特点，催化性能总体上要优于传统催化剂。对金属胶体催化剂的进一步研究将有助于改进苯加氢的

7、反应条件，提高反应选择性和收率。目前国内外用于苯加氢制取环己烷工艺技术有两大类，一是低温加氢生产环己烷的低温法工艺；二是高温热裂解加氢工艺。早期工业生产环己烷的工艺中均采用高温高压，高温工艺主要指美国的莱托尔工艺，该法反应温度600℃左右、压力大(4MPa)，该法反应条件苛刻，而且把教规中的产品甲苯和二甲苯转化为苯，因此目前应用并不广泛。根据化学反应原理高温高压不利于环己烷的生成，因此低温条件下环己烷的生产直到现在一直是环己烷工业生产的研究重点