一种催化加氢制备六氢苯酐(HHPA)工艺的制作方法

文档序号:11611365阅读:2630来源:国知局

本发明涉及到催化加氢制备六氢苯酐(hhpa)工艺,具体指催化剂pd-nio/sio2的制备、催化加氢制备六氢苯酐(hhpa)工艺,属于化学领域。



背景技术:

六氢苯酐全称六氢邻苯二甲酸酐,英文简写hhpa,分子式为c8h10o3,相对分子质量154.2,相对密度1.2,易溶于四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯等溶剂。

六氢苯酐(hhpa)作为聚酯类高档涂料的基础原料,凭借产品性能优异,如适应性强,粘度低,鲜亮度、光泽度明显提高,尤其可大幅度提高涂料的耐候性,产品品质明显改善。六氢苯酐(hhpa)也是生产增塑剂、杀虫剂、防锈剂、除草剂等的重要原料。

六氢苯酐(hhpa)作为环氧树脂固化剂,广泛应用在半导体塑封料及灌封料中,信息产业发展非常迅猛,对环氧树脂固化剂的需求量快速增加,加大了对六氢苯酐(hhpa)的市场需求,我国仅有部分企业少批量生产,远远不能满足国内外的市场需求,建立六氢苯酐(hhpa)大型工业化生产,具有较广阔的发展前景。

四氢苯酐催化加氢制备六氢苯酐(hhpa),是工业上常用的工艺路线。四氢苯酐加氢的过程中,由于双键容易活化,此双键很容易发生转移,造成加氢不彻底,在氢原子的进攻下,酸酐较易发生缩合、氢解、交联等副反应,生成难以分离的产物,影响反应的选择性和收率,并且高沸点产物也容易在高温下焦化,导致附着在催化剂表面,使得催化剂中毒而失去活性。原料与产物沸点相近,传统方法难以分离,严重影响产品质量。因此,选择高活性高选择性催化剂,制备过程简单可控,重复性好,是六氢苯酐(hhpa)生产的关键技术。

传统四氢苯酐制六氢苯酐(hhpa)催化剂,通常采用不同载体负载的组合型pd/c、pd/al2o3、pd/fe2o3、pd/baso4、pd/k2so4,pd系催化剂的催化加氢活性很好,但是价格昂贵,会产生副产物如反式六氢苯酞和反式-4-环己烯-1,2-二甲酸,直接影响六氢苯酐(hhpa)的纯度和选择性。特别是反式六氢苯酞和六氢苯酐(hhpa)的沸点很接近,较完全分离的难度很大,最终导致六氢苯酐(hhpa)纯度偏小,使用范围和附加值受到很大影响。如何提高四氢苯酐加氢选择性,最大限度降低副反应的发生,成为开发四氢苯酐制六氢苯酐(hhpa)工艺的重要技术瓶颈。



技术实现要素:

本发明的目的在于:发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状,采用sio2为载体,浸渍法制备了pd-nio/sio2催化剂,滴流床反应器中,在温度80~120℃,压力3.0~5.0mpa,氢油比3000:1条件下,thpa催化加氢制备粗品hhpa。在温度180~230℃,压力-0.098mpa条件下,减压精馏,得到精品hhpa。按面积归一化法进行结果计算,hhpa的纯度为99.5%,达到了国家质量标准,产物总转化率和收率分别为97.3%、84.1%。,四氢苯酐催化加氢制备六氢苯酐(hhpa),探究了最佳反应条件和工艺参数。采用负载型pd、ni二元金属催化剂,适当降低催化剂活性,加大氢气分压,有效提高目的产物六氢苯酐(hhpa)选择性。氢气分上,中,中下三个位置,进入滴流反应器,反应布局更加均匀可控,减少副反应发生。催化加氢为放热反应,加大反应器内氢气的内循环速度,氢气作为载热体,及时转移反应热,可以有效避免局部过热现象,减少副反应的发生。反应产物减压精馏,得到了99.5%的合格六氢苯酐(hhpa)产品。

本发明的目的是这样实现的:一种催化加氢制备六氢苯酐(hhpa)工艺,步骤如下:用n2对滴流反应器4打压试漏,氢气经压缩机2,分上、中、中下三个位置压入滴流反应器4,置换反应器4内的n2,30min后,按照摩尔比四氢苯酐:四氢呋喃=1:3配比,把溶剂四氢呋喃、物料四氢苯酐加到混合罐1,经过打料泵3一,四氢呋喃与四氢苯酐的混合液打入滴流反应器4内,催化剂pt-nio/sio2在滴流反应器4的固定床层,由控制系统控制滴流反应器4内升温至反应温度80~120℃,反应压力3.0~5.0mpa,反应后物料由滴流反应器4底部进入粗品储罐5,制备出六氢苯酐(hhpa)。

所述的制备出的六氢苯酐(hhpa)由打料泵二6,从精馏塔7中间进入精馏塔7,精馏塔顶部抽真空,真空度-0.098mpa,塔顶组分经过全凝器8,进入塔顶部储罐10,一部分由塔顶回流泵9送回精馏塔7,作为精馏塔的液相回流,另一部分由溶剂循环泵11打回混合罐1,循环利用溶剂四氢呋喃,精馏塔底部物料经过再沸器14加热,进入塔底储罐13,一部分由塔底回流泵12送到精馏塔7底部,作为精馏塔的气相回流,确保精馏操作的连续稳态操作,另一部分作为塔底部产品采出。

催化剂pt-nio/sio2的制备工艺如下:在浓度为1mol/l的1l的盐酸溶液中加入sio2载体,15~20wt%;h2pdcl4,1~3wt%,在50~80℃温度条件下,充分搅拌8~10h,得到pd/sio2,80℃真空干燥10~12h,备用;

取0.5kgpd/sio2,按照5~8wt%加入硝酸镍,加入1l蒸馏水,80℃恒温水浴条件下,充分搅拌8~10h,80℃真空干燥10~12h,然后500℃焙烧6h,制得催化剂pd-nio/sio2。

与现有技术相比,本发明具有如下优点:氢气分上,中,中下三个位置,进入滴流反应器,反应布局更加均匀可控,减少副反应发生,氢气作为载热体,及时转移反应热,可以有效避免局部过热现象,减少副反应的发生。反应产物减压精馏,得到了99.5%的合格六氢苯酐(hhpa)产品。

附图说明

图1是催化加氢制备六氢苯酐(hhpa)工艺流程简图。

具体实施方式

附图标记:1.混合罐2.氢气压缩机3.打料泵一4.滴流反应器5.粗品储罐6.打料泵二7.精馏塔8.全凝器9.塔顶回流泵10.塔顶储罐11.溶剂循环泵12.塔底回流泵13塔底储罐14.再沸器。

首先,采用超临界甲醇处理sio2载体,减少其表面含氧基团,在浓度为1mol/l的1l的盐酸溶液中加入sio2载体,15~20wt%;h2pdcl4,1~3wt%,在50~80℃温度条件下,充分搅拌8~10h,得到pd/sio2,80℃真空干燥10~12h,备用。

取0.5kgpd/sio2,按照5~8wt%加入硝酸镍,加入1l蒸馏水,80℃恒温水浴条件下,充分搅拌8~10h,80℃真空干燥10~12h。然后500℃焙烧6h,得到pd-nio/sio2,备用。

用n2对滴流反应器4打压试漏,压力为6mpa,1h后压力没有变化,可以确定反应釜密封达到了试生产的要求。

氢气经压缩机2,分上、中、中下三个位置压入滴流反应器4,率先置换反应器n2,30min后,按照摩尔比四氢苯酐:四氢呋喃=1:3,即n(四氢苯酐):n(四氢呋喃)=1:3配比,把溶剂四氢呋喃、物料四氢苯酐加到混合罐1,即每152.14kg四氢苯酐和144.22kg四氢呋喃或146l四氢呋喃液体混合,四氢苯酐的四氢呋喃浓度为0.33mol/l,经过打料泵3一,混合液打入滴流反应器4,催化剂pt-nio/sio2在滴流反应器4的固定床层,由控制系统控制滴流反应器4内升温至反应温度80~120℃,反应压力3.0~5.0mpa,氢油比3000:1条件下,反应后物料由滴流反应器4底部进入粗品储罐5,再由打料泵二6,从精馏塔7中间进料,粗品进入精馏塔7,精馏塔顶部抽真空,真空度-0.098mpa,塔顶组分经过全凝器8,进入塔顶部储罐10,一部分由塔顶回流泵9送回精馏塔7,作为精馏塔的液相回流,另一部分由溶剂循环泵11打回混合罐1,循环利用溶剂四氢呋喃。精馏塔底部物料经过再沸器14加热,进入塔底储罐13,一部分由塔底回流泵12送到精馏塔7底部,作为精馏塔的气相回流,确保精馏操作的连续稳态操作;一部分作为塔底部产品采出。

经过安捷伦气质联用仪agilent5977agc/msd分析检测,确定产品的纯度和品质合格后,送到干燥和包装工段。

采用安捷伦5977a气质连用仪,色谱条件:db-innowax聚乙二醇20000强极性柱,30m×0.32mm×0.25μm,柱温120℃,检测器温度290℃,气化室温度280℃。检测hhpa的纯度为99.5%,达到了国家产品标准。

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