專利名稱：一種十氫萘的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種比較低的壓力和溫度條件下萘加氫制備十氫萘的合成方法。
背景技術(shù)：
萘加氫制備十氫萘的方法，早在七、八十年前已經(jīng)有不少研究工作，例如J.Soc.Chem.Ind.，1927，46.454；Rec.trav.chim.，1934，53.821報(bào)道了萘加氫制備十氫萘的反應(yīng)機(jī)理、工藝參數(shù)、各種催化劑的作用等。近年來仍然有比較多的研究報(bào)道，例如Huang，Ting-Chia；Kang，Ben-Chang.Ind.Eng.Chem.Res.，34(4)，1140-8 and 34(7)，2349-57，1995.；Rautanen，P.A.；Aittamaa，J.R.；Krause，A.O.I.；Chem.Eng.Sci.，56(4)，1247-1254，2001.等進(jìn)行了萘加氫生成十氫萘的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究；熊田文雄、平澤佳朗在2003年6月3日公開的日本專利JP160515A中報(bào)道了“萘兩步加氫反應(yīng)制造十氫萘的方法”。其方法是萘第一步加氫生成四氫萘，將產(chǎn)物精餾分離之后，第二步由四氫萘(其中萘的質(zhì)量濃度在0.5％以下)加氫生成十氫萘。

發(fā)明內(nèi)容
1.發(fā)明目的萘一步加氫合成十氫萘是比較困難的，特別是在由四氫萘加氫合成十氫萘的過程需要高的氫氣壓力和更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明的目的是選擇溶劑和催化劑，在比較低的壓力和溫度下直接加氫合成十氫萘，在提高萘轉(zhuǎn)化率的同時(shí)，提高十氫萘的產(chǎn)率、減少副反應(yīng)物的產(chǎn)生。
2.技術(shù)方案
本發(fā)明以萘為原料催化加氫制備十氫萘，在比較低的壓力和溫度條件下，在高壓攪拌反應(yīng)釜中采用鎳系催化劑一步合成十氫萘。
(1)工藝流程流程說明將一定量的原料(萘及溶劑)和催化劑加入反應(yīng)釜中并加熱至設(shè)定的溫度，在不同的氫氣壓力條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，分析產(chǎn)物中順式、反式十氫萘的含量及比例，主要的副產(chǎn)物的形式和含量，測(cè)定萘的轉(zhuǎn)化率和十氫萘的產(chǎn)率。
(2)反應(yīng)步驟在高壓攪拌反應(yīng)釜中，以精萘為原料，篩選適宜的溶劑及其用量、反應(yīng)物濃度，催化劑及其用量，試驗(yàn)不同反應(yīng)溫度、壓力、時(shí)間(液時(shí)體積空速LHSV)下，萘原料的轉(zhuǎn)化率和十氫萘的產(chǎn)率。
(3)反應(yīng)條件壓力4～18MPa；溫度150～350℃；每釜時(shí)間5～10小時(shí)。
(4)主要原料精萘 GB6699-86(一級(jí)品) 含量≥99％氫氣 普氫含量≥99.5％鈷鉬鎳催化劑 CoMoNi/Al2O3鉑碳催化劑 Pt/C鉑鋁催化劑 Pt/Al2O3鎳鋁催化劑 Ni/Al2O3四氯化碳 分析 含量≥98％四氫萘工業(yè)一級(jí) 含量≥98％十氫萘工業(yè)一級(jí) 含量≥98％(5)主要儀器設(shè)備高壓加氫攪拌反應(yīng)釜規(guī)格0.5L/25Mpa(316加厚型)一臺(tái)精餾裝置一套穩(wěn)壓閥 規(guī)格20Mpa 二型(后穩(wěn)) 一臺(tái)四型(前穩(wěn)) 一臺(tái)可控硅電壓調(diào)整及溫控器 一套氣相色譜儀 型號(hào)SE-3420毛細(xì)管型號(hào)SE-30(100m×0.32mm×0.25μm)一根雙通道化學(xué)工作站一套(6)試驗(yàn)結(jié)果本發(fā)明方法萘的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98％以上，十氫萘的產(chǎn)率達(dá)98％，副反應(yīng)物小于1％。表明，本發(fā)明工藝方法技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
溫度變化的影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，溫度過低(例如180℃)，十氫萘的產(chǎn)率也低；而溫度過高(例如300℃)，副反應(yīng)物就越多。試驗(yàn)表明，采用低溫活性好的鎳鋁催化劑，反應(yīng)溫度在200～220℃有利于十氫萘的合成。
壓力變化的影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在液時(shí)體積空速等其他條件近似或相同的情況下，壓力對(duì)十氫萘的產(chǎn)率提高有很大影響。但并不是說壓力越大，對(duì)十氫萘的合成越有利，壓力過大，反應(yīng)速度過快，反應(yīng)生成的副產(chǎn)物就會(huì)比較多；同時(shí)，提高壓力也將增加能耗。
液時(shí)體積空速的影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間(降低液時(shí)體積空速)，十氫萘的產(chǎn)率穩(wěn)步提升，有利于十氫萘反應(yīng)的完成。而我們的目標(biāo)則是選擇最佳條件，減少反應(yīng)時(shí)間(提高液時(shí)體積空速)。
催化劑類型的影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，比較鎳鋁催化劑和鉑鋁催化劑，由于鎳鋁催化劑低溫活性好，有利于降低反應(yīng)溫度、減少副反應(yīng)物的產(chǎn)生，縮短反應(yīng)時(shí)間；同時(shí)，鎳鋁催化劑價(jià)格也便宜得多，更適合工業(yè)化采用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1.
高壓攪拌反應(yīng)釜中加入萘50克、四氫萘150克和鎳鋁催化劑(35％Ni/Al2O3-工業(yè)粒度)50克，反應(yīng)溫度210℃、反應(yīng)壓力10MPa的條件下，液時(shí)體積空速(LHSV)為0.67，萘的加氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)98％以上，十氫萘收率達(dá)98％；副反應(yīng)物在1％以內(nèi)，精餾后產(chǎn)品中的十氫萘含量達(dá)98％以上。
實(shí)施例2.
高壓攪拌反應(yīng)釜中加入萘30克、四氫萘120克和鉑鋁催化劑(2.5％Pt/Al2O3-工業(yè)粒度)30克，反應(yīng)溫度220℃、反應(yīng)壓力11MPa的條件下，液時(shí)體積空速(LHSV)為0.5，萘的轉(zhuǎn)化率達(dá)98％以上，副反應(yīng)物在1％左右。
對(duì)比例高壓攪拌反應(yīng)釜中加入萘30克、四氫萘120克和鉑鋁催化劑(2.5％Pt/Al2O3-工業(yè)粒度)30克，反應(yīng)溫度250℃、反應(yīng)壓力12MPa的條件下，液時(shí)體積空速(LHSV)為0.41，萘的轉(zhuǎn)化率為93.12％，副反應(yīng)物在2％左右。
權(quán)利要求
1.一種十氫萘的合成方法，其特征在于以萘為原料催化加氫制備十氫萘，在壓力為6～12Mpa、溫度180～220℃的條件下，在高壓攪拌反應(yīng)釜中采用鎳系催化劑一步合成十氫萘。
2.一種如權(quán)利要求1所述的十氫萘的合成方法，其特征在于采用四氫萘作為固體原料萘的溶劑，二者的質(zhì)量濃度分別為50～80％和20～50％。
3.一種如權(quán)利要求1所述的十氫萘的合成方法，其特征在于其液時(shí)體積空速(LHSV)為0.5-1.0。
全文摘要
本發(fā)明屬涉及以萘為原料催化加氫制備十氫萘，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(yīng)釜內(nèi)一步合成十氫萘的工藝技術(shù)，其反應(yīng)壓力為6～12MPa、反應(yīng)溫度為180℃～220℃、液時(shí)體積空速(LHSV)為0.5～1.0，萘的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98％以上，十氫萘的產(chǎn)率達(dá)98％，副反應(yīng)物小于1％。試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明工藝技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)C07C5/10GK1546442SQ20031010656
公開日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月9日
發(fā)明者王祥云, 譚念華, 俞鐘敏, 孔凡敏 申請(qǐng)人:南化集團(tuán)研究院