镍基催化剂上粗己内酰胺加氢精制的研究

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己内酰胺是重要的化工原料之一,是合成尼龙-6纤维的单体。粗己内酰胺中含有与其物理性质相似的不饱和杂质,影响己内酰胺的品质,工业生产中通常采用催化加氢的方法去除不饱和杂质,以对粗产品进行精制。本文在固定床反应器研究粗己内酰胺化加氢精制,着重研究催化剂的制备、催化性能及加氢工艺条件。  本文采用浸渍法制备一系列NiO/γ-Al2O3催化剂,通过比表面积分析(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、热重(TG-DSC)、H2程序升温还原(H2-TPR)等表征手段分析Ni的负载量和焙烧温度对催化剂结构性质的影响,并采用固定床反应器考察了催化剂对粗己内酰胺加氢精制反应的影响。实验结果表明:Ni负载量为15%、焙烧温度为500℃时制备的NiO/γ-Al2O3催化剂具有较好的催化活性和稳定性,在温度90℃,压力0.8MPa,空速0.8h-1,氢液比75的反应条件下,NiO/γ-Al2O3催化剂上粗己内酰胺加氢精制产物高锰酸钾值(PM值)能够稳定在18000秒。  为了进一步提高催化剂的催化性能和稳定性,本文采用浸渍法制备一系列CeO2改性NiO/γ-Al2O3催化剂,通过比表面积分析(BET)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)等表征手段分析Ce的负载量和活性组分的浸渍顺序对催化剂结构性质的影响,并采用固定床反应器考察了催化剂对粗己内酰胺加氢精制反应的影响。实验结果表明:Ce负载量为5%、载体γ-Al2O3依次浸渍Ce(NO3)3、Ni(NO3)2制得的NiO/CeO2/γ-Al2O3催化剂具有更好的催化活性和稳定性,在温度90℃,压力0.8MPa,空速0.8h-1,氢液比75的反应条件下,NiO/CeO2/γ-Al2O3催化剂上粗己内酰胺加氢精制产物高锰酸钾值(PM值)能够稳定在22000秒。  最后通过物料衡算和动力学方程推导出粗己内酰胺在固定床反应器中加氢精制反应的模型,即:ln PM/PM0=5.3356exp(-125/RT)(P)0.1285(LHSV)-0.0475。
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