芳族化合物的氢化制造技术

一种氢化芳族化合物生产氢化环状化合物的方法，包括在压力和温度条件下，使氢和芳族化合物接触，以使氢和芳烃化合物在催化剂存在下反应，所述的催化剂包括沉积在过渡型氧化铝载体上的４－１４ｗｔ％的Ｎｉ和０．０－最高达约０．９ｗｔ％的Ｃｕ，所述过渡型氧化铝载体的ＢＥＴ表面积为约４０－１８０ｍ↑［２］／ｇ，孔体积约０．３－约０．８ｃｃ／ｇ的，优选在沸点至少高于所述芳族化合物和氢化环状化合物１０°Ｆ的溶剂存在下进行反应，比如氢化苯生产环己烷。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及一种氢化芳族化合物的方法，比如将苯氢化为环己烷，和所用的由最高达0.9wt％的Cu改性的负载镍催化剂。相关信息环己烷是制造尼龙产品的主要前体，正因如此，仍保持旺盛需求。环己烷最初通过直接分馏适当的原油炼油厂物流获得。现在，环己烷的主要部分从直接氢化苯获得。通常，反应在蒸气或混合相使用固定床反应进行。所述反应器温度控制在350-500之间。更高的温度可能导致对苯转化率的热力学限制，导致热裂化和副产物增加。通常，在加氢反应器流出物物流中的副产物量随着氢化温度或苯的转化率或随两者而增加。Peterson在US专利2,373,501中公开了将苯氢化为环己烷的液相方法，其中催化剂床的顶部与出口处之间保持温差，在所述催化床的顶部加入苯，在所述出口处引出基本纯的环己烷。所述温差源自于随苯浓度减少而越来越少的苯发生转化，引起反应释放的热的变化。特别地，催化剂床的顶部比较低的催化剂床处于较高的温度。以与苯/环己烷流逆流的方式提供氢。在所述反应器之内布置温控线圈，如果反应放出的热不够则保持所述温差，或如果释放太多的热则冷却所述床。Peterson认识到虽然他的大多数反应在液相发生，但一部分苯和环己烷将被蒸发了，尤其是接近所述反应器顶部的苯和环己烷，在反应器的顶部苯浓度最高，转化率最高。提供回流冷凝器以冷凝可冷凝的物质，并将它们返回到所述反应器中。因此，通过冷凝整个反应中蒸发的反应物除去相当大部分的反应热。Peterson保持液位高于催化剂床的最顶端，但是留出用于蒸气逸出到所述冷凝器的空间，在冷凝器处除去反应热。Larkin等人在US专利5,189,233中公开了另一种将苯氢化为环己烷的液相方法。然而，Larkin等人利用高压(2500磅/平方英寸)保持反应物处于液态。另外，Larkin等人公开了使用随苯浓度降低活性逐渐更高的催化剂控制温度和不需要的副反应。Hui等人在US专利4,731,496中公开了用特定的催化剂将苯氢化为环己烷的气相方法。在其中报导的所述催化剂是负载在二氧化钛和二氧化锆混合物上的镍。US专利6,750,374公开了利用氢氢化苯的方法，所述的氢含高达约15摩尔％的杂质，比如一氧化碳和轻质烃，使用包括约15-35wt％Ni和约1-15wt％Cu的氧化铝负载催化剂。所述催化剂可以包含另外的元素比如Mo，Zn，Co，Fe。
技术实现思路
本专利技术涉及一种氢化芳族化合物的方法和用于所述方法的催化剂，所述的芳族化合物如苯，苯胺，萘，酚和苯聚羧酸酯，该方法通过在催化剂存在下氢化所述芳族化合物而实现，所述催化剂包括沉积在过渡型氧化铝载体上的4-14wt％的Ni，优选9-10wt％的Ni和最高达约0.9wt％的Cu，优选约0.2-0.4wt％的Cu，所述过渡型氧化铝载体的BET表面积为约40-180m2/g和孔体积为约0.3-约0.8cc/g。所述芳族化合物的氢化有利地在高沸点溶剂的存在下进行。优选溶剂的沸点比待氢化的芳化合物和氢化的环状化合物高至少10。使用高沸点溶剂的优点是得到较高的环己烷生产量，并使催化反应区温度保持在希望的范围。不管所述镍催化剂是否用铜进行改性，所述高沸点溶剂可改进反应体系的生产能力。在环己烷的生产中，反应物流中的苯含量为1-60wt％，优选3-40wt％。所述氢气流可以是纯氢或可以包含最高达5摩尔％的包括一氧化碳的杂质。所述反应流中的其余组分可以是环己烷，高沸点溶剂或环己烷和高沸点溶剂的混合物。如果使用高沸点溶剂，所述溶剂可以占反应物流的10-90wt％，优选20-80wt％。可以从所述流出物再循环物流中回收所述高沸点溶剂，并再循环到加氢反应器中。在再循环溶剂物流中环己烷的含量可以为0.0-80wt％，优选0.5-30wt％。本专利技术同样涉及用于氢化芳族化合物以生产氢化环状化合物的铜改性的镍催化剂，所述催化剂包括沉积在过渡型氧化铝载体上的4-14wt％的Ni和约0.2-0.4wt％的Cu，所述过渡型氧化铝载体的BET表面积为约40-180m2/g，和孔体积为约0.3-约0.8cc/g。优选实施方式的详细说明本专利技术涉及在改进的负载于多孔载体上的铜改性镍基催化剂的存在下，芳族化合物比如苯，苯胺，萘和酚的催化氢化方法。苯的氢化得到环己烷。但是，来自催化反应器的氢化产品流包含其它不希望的副产物，比如戊烷，环戊烷，甲基环戊烷，正己烷和甲基环己烷。所述的产品物流通常包含痕量的苯，最高达约200重量ppm。对于生产高纯度的环己烷，非常希望苯小于10ppm。通常，在来自加氢反应器流出物物流中的副产物量随着氢化温度或苯的转化率或随两者而增加。尤其是，所述副产物的量在高于约340的氢化温度下迅速增加。苯胺的氢化得到环己胺。但是，不希望的副反应是脱氨基作用，形成二苯胺和三苯胺和不同的重质产品。本专利技术的优点是副产物减少，因此简单蒸馏氢化产品物流即可生产高纯度的环己烷产品。优选，所述环己烷产品包含按重量至多约50ppm，优选至多30ppm的包括未转化的苯的杂质，不包括原料苯带来的杂质。所述加氢反应器流出物包含少量的环己烯。因为通过再循环反应器流出物或使用小的分离反应器，环己烯能容易地氢化为环己烷，而不会不产生大量的副产物，所以它不被认为是不希望的副产物。如果苯氢化在重质溶剂比如十氢化萘和癸烷存在下进行，本专利技术可显著改进环己烷的生产能力以及将来自催化反应区的产物环己烷物流中的总杂质减少到小于10ppm。使用重质溶剂的另外的优点在于氢的循环基本更少。所述氢化反应可以在任何的物理设备中比如催化蒸馏塔，固定床反应器，沸点反应器，搅拌釜反应器，滴流床反应器或这些反应器的任意组合中进行。因为所述苯氢化反应是放热反应，所以对于常规的固定床操作氢化反应优选通过再循环反应器流出物物流以稀释新鲜的苯原料而进行，这样冲淡反应热。虽然对于催化蒸馏反应器再循环反应器流出物不是必要的，但可以选择如此进行。本专利技术催化剂优选包括Ni和Cu，并任选包括一种或多种选自Ag，Ru，Re，Zn，Mo和Pd的元素，所述的元素沉积在包括过渡氧化铝的载体上，所述过渡氧化铝如γ，κ，δ，θ和α的结晶氧化铝，或包括其中选择的两种或三种的混合物。优选所述催化剂的镍含量为约9-10wt％，优选的铜含量为约0.2-0.4wt％。用于本专利技术的催化剂通过将镍和铜沉积在多孔载体上而制备。铜用于改善催化剂的活性和选择性。所述催化剂可以包含一种或多种选自Ag，Ru，Re，Zn，Mo和Pd的元素作为第二任选的改性剂。活性金属组分的沉积可以通过任何一种技术比如初始浸渍，喷涂浸渍进行。优选载体的平均尺寸为约0.5毫米-约3毫米，优选约1毫米-约2.5毫米。所述过渡型氧化铝通过在大约850-约1200℃焙烧获得，并优选在850-1200℃焙烧之后具有以下物理性质BET表面积为约40-约180m2/g，优选为50-120m2/g，孔体积为约0.3-约0.8cc/g。所述过渡型氧化铝是δ，θ，κ结晶氧化铝，或来自γ，κ，δ，θ和α的两种或三种组成的混合物。在本专利技术中优选的氧化铝的物理形状可以是任何形状比如球状，挤出物，小球状和颗粒，优选直径小于约1/4英寸，优选1/8英寸，和小于约1/2英寸长，并优选小于1/4英寸长的挤出物或小球状。通过一个或多个浸渍步骤可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢化反应物流中的芳族化合物的方法，包括在压力和温度条件下使所述的反应物流与氢接触，以使所述的氢和芳族化合物在催化剂存在下反应得到氢化的环状化合物，所述的催化剂包括沉积在过渡型氧化铝载体上的４－１４ｗｔ％的Ｎｉ和０．０－高达约０．９ｗｔ％的Ｃｕ，其中所述的过渡型氧化铝载体的ＢＥＴ表面积为约４０－１８０ｍ↑［２］／ｇ，孔体积为约０．３－约０．８ｃｃ／ｇ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J荣刘，
申请(专利权)人：催化蒸馏技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]