雷尼镍催化剂产品生产工艺及技术趋势

《雷尼镍催化剂产品生产工艺及技术趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、雷尼镍催化剂产品生产工艺及技术趋势第一节质量指标情况物理化学特性：雷尼镍催化剂活化前为银灰色无定型粉末(镍铝合金粉)雷尼镍催化剂产品生产工艺及技术趋势第一节质量指标情况物理化学特性：雷尼镍催化剂活化前为银灰色无定型粉末(镍铝合金粉)雷尼镍催化剂产品生产工艺及技术趋势第一节质量指标情况物理化学特性：雷尼镍催化剂活化前为银灰色无定型粉末(镍铝合金粉)，具有中等程度的可燃性，有水存在的情况下部分活化并产生氢气易结块，长久暴露于空气中易风化。镍铝合金粉活化后为灰黑色颗粒，附有活泼氢，极不稳定，在空气中氧化燃烧，须浸在水或乙醇中保存。它最早由美国工程师莫里雷尼在植物油的氢化

2、过程中，作为催化剂而使用。其制备过程是把镍铝合金用浓氢氧化钠溶液处理，在这一过程中，大部分的铝会和氢氧化钠反应而溶解掉，留下了很多大小不一的微孔。这样雷尼镍表面上是细小的灰色粉末，但从微观角度上，粉末中的每个微小颗粒都是一个立体多孔结构，这种多孔结构使得它的表面积大大增加，极大的表面积带来的是很高的催化活性，这就使得雷尼镍作为一种异相催化剂被广泛用于有机合成和工业生产的氢化反应中。由于“雷尼”是格雷斯化学品公司的注册商标，所以严格地说，仅有这个公司的戴维森化学部门生产的产品才能称作“兰尼镍”。而“金属骨架催化剂”或者“海绵-金属催化剂”被用于称呼具有微孔结构，而物

3、理和化学性质类似于雷尼镍的催化剂。用途：本产品主要应用于基本有机化工的催化加氢反应中。可用于有机物碳氢键的加氢，碳氮键的加氢，亚硝基化合物与硝基化合物的加氢；偶氮与氧化偶氮化合物、亚胺、胺与连氮二苄的加氢，还可以用于脱水反应、成环反应、缩合反应等。最典型的应用是葡萄糖加氢、脂肪腈类的加氢。在医药、染料、油脂、香料、合成纤维等领域有广泛的应用。例如：葡萄糖加氢生产山梨醇用于合成维生素C、树脂表面活性剂等。苯酚催化加氢生产已二醇用于制备已二胺、油漆、涂料。已二腈加氢生产已二胺是聚酰胺纤维的重要单体。呋喃催化加氢生产四氢呋喃是良好的溶剂。脂肪酸氨化后加氢生产脂肪伯胺广泛

4、应用在有机化工生产中。苯胺加氢制备环已胺用于合成脱硫剂、腐蚀抑制剂、硫化促进剂、乳化剂、抗静剂、杀菌剂等。图表雷尼镍催化剂ZL—N211、ZL—N311、ZL—N411系列(QB/TH08-1997)*备注：活性测定采用丙酮常压加氢法图表催化剂ZL—N311系列应用情况资料来源：相关资料整理图表雷尼镍催化剂ZL—N411系列应用情况资料来源：相关资料整理图表雷尼催化剂ZL—G211（雷尼钴）、ZL—T511（雷尼铜）、ZL—T211（雷尼铁）系列资料来源：相关资料整理图表雷尼镍催化剂ZL—G211（雷尼钴）、ZL—T511（雷尼铜）、ZL—T211（雷尼铁）系列应

5、用情况资料来源：相关资料整理第二节国外主要生产工艺1897年法国化学家保罗萨巴捷发现了痕量的镍可以催化有机物氢化过程。随后镍被应用于很多有机物的氢化。1920年代起美国工程师莫里雷尼开始致力于寻找更好的氢化催化剂。1924年他采用镍/硅比例为1:1的混合物，经过氢氧化钠处理后，硅和氢氧化钠反应掉，形成多孔结构。雷尼发现这种催化剂对棉籽油氢化的催化活性是普通镍的五倍。随后雷尼使用镍/铝为1：1的合金来制造催化剂，发现得到的催化剂活性更高，并于1926年申请专利。直到今天，1：1的比例仍然是生产雷尼镍所需的合金的首选比例。合金制备商业上，生产雷尼镍所需的镍铝合金是通过

6、在熔炉中将具有催化活性的金属（镍，铁或者铜）和铝熔合，得到的熔体进行淬火冷却，然后粉碎成为均匀的细颗粒。在合金组分的设计上，要考虑两个因素。一是合金中镍铝的组成比例，随着镍铝比例的变化，在淬火过程中会产生不同的镍/铝相，他们有着不同的浸出性能，这可能会导致最终产品有着截然不同的多孔结构。通常采用相等质量的镍和铝进行熔合。二是加入第三种金属的比例。在淬火过程中，有时会加入少量的第三种金属，如锌，铬。它们的加入改变了合金的组成和相图，导致了不同的浸出性能，从而带来了更高的催化活性，所以被称为“促进剂”。活化雷尼镍的高催化活性来自于镍本身的催化性质和其多孔的结构，而多孔

7、结构即源自于用浓氢氧化钠溶液除去镍铝合金中的铝，这一过程被称为浸出，简化之后的浸出反应如下：2Al+2NaOH+6H2O→2Na[Al(OH)4]+3H2由于浸出反应带来了催化剂的活性，同时产生的氢气储存进了催化剂中，故也称之为活化。成品的表面积通常通过气体（如氢气）的吸附实验来测量。实验发现几乎所有的接触面积都存在着镍。商业化的雷尼镍的平均镍接触面积是100m²/g。。主要有三个因素影响着浸出反应的结果，他们是合金的组成，所用氢氧化钠的浓度和浸出反应的温度。前面提到过，合金中含有多种镍铝相，在浸出过程中，NiAl3和Ni2Al3相之中所含的铝首先被反应掉，而Ni

8、Al相中含