[發明專利]基于四氫化萘催化加氫制備十氫萘的方法

有效

• 申請號: 201710713125.2
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107413353B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 朱麗華;鄭拓;張歡
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C07C5/10;C07C13/50;D01F6/04;D01D1/02
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 黃耀鈞

本發明屬于石油化工的工業催化技術領域，公開了一種基于四氫化萘室溫催化加氫制備十氫萘的方法、有機溶劑，以碳納米管?CNTs(活性炭?AC或炭黑?C)為載體，制備以0.4～6％Rh(Ir、Pt、Pd、Au或Ru)為納米小島負載于M₁M₂雙金屬納米顆粒的三元金屬負載型催化劑(記作M₁/M₂M₃/CNTs，其中M₁＝Rh、Ir、Pt、Pd、Au或Ru；M₂＝Ni、Fe、Co或Cu；M₃＝Ni、Fe、Co或Cu)。本發明的M₁/M₂M₃/CNTs三元金屬負載型催化劑具有巨大的工業化前景，可獲得100％的十氫萘選擇性和產率，且采用的催化劑負載量低、制備簡單、成本低、穩定性好，可多次重復使用。

技術領域

本發明屬于石油化工的工業催化技術領域，尤其涉及一種基于四氫化萘室溫催化加氫制備十氫萘的方法、有機溶劑。

背景技術

芳烴或如萘是一種重要的化工原料和平臺化合物，其重要的產品延伸是芳環加氫產物。如四氫化萘(或萘)催化加氫，主要產物有四氫萘、八氫萘和十氫萘等。四氫萘和十氫萘均是應用廣泛的高沸點有機溶劑，主要用作油脂、樹脂、橡膠等的溶劑，還可用作除漆劑、潤滑劑、染料、農藥、制藥、燃料電池儲氫媒介等。目前，十氫萘作為一種高揮發性的聚乙烯纖維溶劑，廣泛應用于干法紡絲中高性能聚乙烯纖維的生產。此外，用途廣泛的柴油主要是由石油加工而得，但其中芳烴的含量較高，不但降低柴油的質量與辛烷值，而且芳烴本身為強致癌物質，對人類健康與環境有害，不符合綠色化學的要求。于是世界各國都相繼出臺各種法規政策降低油品中芳烴的含量。因此，各類芳烴的脫除具有重大的現實意義。而目前脫除芳烴的最主要方法為催化加氫(如萘催化加氫)。因此，萘加氫是化工中極其重要的一個反應。目前四氫化萘(或萘)催化加氫催化劑按照其載體上負載活性成分的不同，主要有非貴金屬加氫催化劑、貴金屬加氫催化劑以及新型的過渡金屬碳化物、氮化物、磷化物、硅化物加氫催化劑。但這些催化劑都存在的一些問題，如催化劑活性、選擇性低、反應條件苛刻、催化劑制備過程復雜、催化劑價格昂貴或催化劑穩定性差等。另外，四氫化萘(或萘)加氫也是一個典型的芳烴催化加氫反應，在許多研究中都以此為探針反應來研究催化基礎理論。因此，四氫化萘(或萘)加氫的研究也具有巨大的理論意義。目前，未查詢到關于四氫化萘催化加氫制十氫化萘的中國發明專利。而對于萘加氫制十氫化萘有部分專利報道，如中國專利公開號CN104193578A“一種萘加氫生產十氫化萘和四氫化萘的方法”，該方法采用雷尼鎳為催化劑，在反應溫度為180～240℃及反應壓力2.0～9.0MPa下可催化萘加氫制四氫化萘與十氫化萘。中國專利公開號CN 104744203A“一種工業萘加氫制十氫萘的方法”，該方法采用硫化物催化劑為加氫精致催化劑-NiMo或NiW為活性組分；Al₂O₃、SiO₂-Al₂O₃或Al₂O₃-TiO₂為載體或貴金屬催化劑為深度加氫催化劑-Pd或PtPd為活性組分；Al₂O₃、SiO₂或Al₂O₃-TiO₂為載體。該方法中加氫精制反應條件為：反應溫度-160～340℃，氫氣分壓-2～8MPa；深度加氫反應條件為：反應溫度-120～340℃，氫氣分壓2～8MPa。但以上方法由于反應溫度較高，相應的能耗也高，不符合綠色化工過程的要求。納米技術在催化中有著重要的應用，如Huang等人(Yangqiang Huang,Yao Ma,Youwei Cheng,Lijun Wang,Xi Li.Supportednanometric platinum–nickel catalysts for solvent-free hydrogenation oftetralin.Catalysis Communications,69(2015)55-58)合成了PtNi/AC二元金屬負載型催化劑，該催化劑在反應條件為：反應溫度-100℃，反應壓力-6MPa，反應時間-0.5h，四氫化萘-3mL。可催化四氫化萘98.6％選擇性加氫合成十氫化萘。但由于Pt負載量高(2.8wt.％)，金屬Pt較昂貴，催化劑成本高，且反應溫度和壓力都很高(100℃與6MPa)，能耗高，不安全，難以實現工業化應用。