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含有少量间二硝基苯的硝基苯在双层流化床中的加氢研究

凌乙梁  
【摘要】: 苯胺是一种重要的化工原材料,广泛应用于合成染料,橡胶材料,氨基树脂和聚氨酯,硝基苯气相催化加氢是工业界生产苯胺的重要工艺路线。硝基苯是由苯的硝化制得的,硝化过程中不可避免地带有少量的二硝基苯(0.3%-1%)。现有工艺一般在反应前先对粗硝基苯进行精馏,将二硝基苯浓缩到30%左右时除去,能耗很大。本文将对已有的工艺进行改进,实现用一个反应器,一种催化剂,同时完成硝基苯、二硝基苯的加氢,将二硝基苯加氢成苯二胺,在后续精制中除去。 本文在双层流化床和单级流化床中对以Cu/SiO2为催化剂的加氢反应进行对比研究,反应温度为513-573K,操作压力为常压。与单级流化床相比较,双层床中硝基苯的转化率,苯胺的选择性和催化剂的寿命都有了显著的提高。 利用差热热重法、拉曼光谱法等表征方法对在实验室热态装置中经过加速失活后的积碳催化剂进行表征。实验表明,在失活过程中催化剂上的积碳量增加且逐渐变为石墨态的碳,覆盖了催化剂的活性位,导致失活。而长时间反应后催化剂上的碳有两种形式。一种为易用低温燃烧法去除的碳,另一种为化合态的碳,在长时间运行的催化剂上形成了类SiC相。以上结果为工业装置的操作运行及催化剂再生方法的确定提供了依据。 在微型反应器中研究了间二硝基苯加氢反应动力学,结果表明,在氢气大量过量条件下,反应动力学方程对于间二硝基苯的级数是0.3级的。


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