[發明專利]一種合成十氫萘的方法

有效

• 申請號: 201110192212.0
• 申請日: 2011-07-11
• 公開（公告）號: CN102320913A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 周志偉;孔冀;武文良;任曉乾;李超
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07C13/50
• 分類號: C07C13/50;C07C5/10;B01J23/44
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發明涉及一種在固定床反應器，較低溫度和壓力下，萘催化加氫合成十氫萘的方法，屬于化學工程技術領域。

背景技術

十氫萘是一種優良的高沸點有機溶劑，能溶解某些高分子化合物，如它可作為超高分子量聚乙烯的溶劑。還可用作涂料的溶劑，用于提取脂肪和蠟，代替松節油用于鞋油、地板蠟的制造。由于萘可以催化氫化合成十氫萘，生成的十氫萘在合適條件下又可以催化氫解，放出純的氫氣，所以又可以利用這一特質將十氫萘作為新型的儲氫材料。

CN?1546442A的專利中，采用四氫萘作為固體原料萘的溶劑、采用鎳系催化劑在比較低的壓力和溫度下反應釜內一步合成十氫萘，其反應壓力為6～12MPa、反應溫度為180～220℃、液時體積空速為0.5～1.0，萘的轉化率達到98％以上，十氫萘的產率達98％，副反應物小于1％。

CN?101602644A的專利中，采用Ni/γ-Al₂O₃為催化劑，在較低反應溫度、壓力下在反應釜中由萘一步合成十氫萘。其反應壓力為2～5Mpa，溫度為80～200℃，液體質量空速為9.0～13.0h^-1，反應的攪拌速度為600～800rpm，反應時間為2～4h。萘的轉化率達100％，十氫萘的收率最高達99％。

以上兩種方法都是在反應釜中合成十氫萘，此方法不適宜用于工業化大批量生產，不僅消耗高，而且產品的質量難以保持穩定。

CN?1733663A的專利中，采用十氫萘或四氫萘作為固體原料萘的溶劑，在鉑鋁或鎳鋁等催化劑存在的條件下，在比較低的壓力和溫度下在穩態涓流床催化反應器中連續加氫合成十氫萘，其反應壓力為4～10Mpa，溫度為160～230℃，液時體積空速為0.1～2.0h^-1，氫油比為10～2000。萘的轉化率達到70～99％，副反應物小于1％。此方法是用固定床反應器合成十氫萘，但其反應壓力相對較高，對于工業化生產能耗大，不利于生產成本的控制。

我國萘資源比較豐富，以萘為原料合成十氫萘，是較簡單、經濟的方法。所以開發以萘為原料氫化合成十氫萘工藝有著重要意義。目前的合成方法中，還都存在一些不足之處，因此，進一步優化合成十氫萘的工藝條件對工業化大規模生產十氫萘有著重要意義。

發明內容

本發明的目的是為了改進現有技術的不足而提供一種合成十氫萘的方法。

本發明的技術方案為：一種合成十氫萘的方法，其具體步驟如下：

(1)催化劑前驅體的制備：將鈀源溶于酸溶液中，溶解后加入γ-Al₂O₃，在旋轉蒸發器中抽真空蒸發至水分蒸干，水浴溫度控制在40～60℃，得到催化劑前驅體；

(2)催化劑前驅體的預處理：將催化劑前驅體在300～600℃下焙燒3～6h，然后在150～350℃下通入氫氣和氮氣還原3～6h，即得Pd/γ-Al₂O₃催化劑；

(3)十氫萘的制備：將萘溶于有機溶劑，配制得到反應原料，然后將制備好的催化劑Pd/γ-Al₂O₃裝入固定床反應器的反應管中，上下用石英砂填充，原料經高壓輸液泵進入固定床反應器進行反應，得到十氫萘；其中控制反應溫度為100～280℃，反應壓力為1.5～4.0Mpa，液時質量空速為0.5～2.0h^-1，氫油比為80～1000。

在配制反應原料過程中，優選所用有機溶劑為正庚烷或環己烷。優選萘與溶劑的質量比為1∶7～12。優選步驟(1)中所述的鈀源為氯化鈀或硝酸鈀；所述的酸為鹽酸或硝酸；更優選所述的酸溶液為質量濃度為0.5-5％的稀鹽酸溶液或質量濃度為8-20％的稀硝酸溶液。

優選上述的Pd/γ-Al₂O₃催化劑中鈀的負載質量為γ-Al₂O₃質量的0.1～1.5％。

優選步驟(3)中的反應溫度為150～260℃；反應壓力為2.0～3.5Mpa；液時質量空速為0.6～1.5h^-1；氫油比為100～800。

有益效果：

上述合成方法中，萘的轉化率達到99.92％，十氫萘的收率最高達到99.36％。