[发明专利]一种生产环己基甲酸甲酯的催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及环己基甲酸甲酯，具体地说是一种苯甲酸甲酯加氢生产环己基甲酸甲酯的催化剂及其制备方法。

背景技术

环己基甲酸甲酯是用于生产环己基甲酸，环己基甲酸作为生产己内酰胺的中间体，市场需求量极大。己内酰胺受热时起聚合反应，是生产聚己内酰胺纤维和聚己内酰胺工程塑料的一种基础有机化工原料，其中，聚己内酰胺纤维广泛应用于毛纺、针织、机织、帘子布、地毯等行业，聚己内酰胺工程塑料广泛应用于电子、汽车行业、包装薄膜等行业。随着新技术的开发和市场需求扩大，己内酰胺的应用范围不断增加，如用于制造树脂和薄膜，生产医药、涂料、人造革、增塑剂原料等。目前中国己内酰胺的自给率只有33％左右，每年需进口大量的己内酰胺及其下游产品。

环己基甲酸的生产采用担载在活性炭上的金属钯催化剂，在四个串联搅拌加氢反应器中完成苯甲酸上苯环的加氢饱和反应，反应压力1.35MPa，反应温度170℃。在此反应条件下，苯甲酸、环己基甲酸具有强腐蚀性，装置必须采用耐腐蚀合金钢；在釜式反应搅拌时，活性碳容易破碎，造成金属钯的流失，催化剂消耗高；产物与催化剂分离复杂，产品后处理工序多。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于生产环己基苯甲酸的中间体——环己基甲酸甲酯的生产方法及其催化剂，使用本生产方法，完全消除生产过程中的腐蚀问题，装置可以采用廉价的不锈钢，甚至碳钢设备；采用成型催化剂替代粉末催化剂，催化剂消耗降低；采用管式或列管式反应器替代釜式反应器，简化产品与催化剂的分离过程。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于苯甲酸甲酯加氢生产环己基甲酸甲酯的催化剂。催化剂由主活性组分、助剂和载体三部分组成。主活性组分是金属钯。助剂是由第一助剂元素和第二助剂元素两种类型助剂元素组合而成。第一种助剂元素是来自第VIII族金属元素如Rh，Ru，Ir，Pt等，第二种助剂元素是Ca，Mg，Si，B等。载体选用氧化铝，氧化铝的比表面积在70-200m²/g。金属钯在催化剂总重量中占0.5-5％(重量)，第一助剂元素(第VIII族金属元素如Rh，Ru，Ir，Pt等)在催化剂总重量中也占0.01-0.5％(重量)，第二助剂元素(如Ca，Mg，Si，B等)在催化剂总重量中占0.01-0.5％(重量)

催化剂载体选用活性氧化铝，要求氧化铝的粒度为20-60目，比表面积在50-200m²/g，其可使原料苯甲酸甲酯不易在催化剂表面结焦、堵塞孔道，其活性最高，产品选择性高。

具体制备过程：是将金属钯和所有助剂元素的可溶性盐类如硝酸盐、氯化物、醋酸盐的水溶液浸渍载体，干燥，用氢气还原，还原温度为100-500℃，还原时间为1.5-3小时得到的产物。

本发明的优点是：

1.采用这种由苯甲酸甲酯生产环己基甲酸甲酯的催化剂，催化助剂的使用提高了催化剂抗CO中毒的能力，进而提高了苯甲酸甲酯的转化率，并提高了环己基甲酸甲酯的选择性。

2.同时使用由苯甲酸甲酯生产环己基甲酸甲酯，消除生产环己基甲酸过程中高温羧酸对装置的腐蚀问题；

3.采用成型催化剂替代粉末催化剂，有利于降低催化剂单耗，提高贵金属催化剂的利用率；

4.采用管式或列管式反应器替代釜式反应器，简化了产品与催化剂的分离过程。

附图说明

图1本发明生产环己基甲酸甲酯工艺流程简图。

具体实施方式

以下通过实施例进一步给予说明：

图1是使用本发明所述的催化剂进行苯甲酸甲酯加氢生产环己基甲酸甲酯时的工艺流程简图。流程中主要设备如下：(1)苯甲酸甲酯溶液储罐，(2)原料泵，(3)混合器，(4)反应器，(5)分离单元。加氢的具体操作工艺说明如下：用原料泵(2)把储罐(1)中的苯甲酸甲酯溶液打入混合器(3)中，并与氢气混合，混合器的温度一般维持在100-200℃，从混合器中出来的苯甲酸甲酯溶液和氢气的混合物进入反应器中，与催化剂接触并发生加氢反应，反应器温度一般维持在150-250℃，从反应器出来的混合物冷凝分离得到粗产品环己基甲酸甲酯，并在分离单元进一步精制得纯品环己基甲酸甲酯。氢气经过处理，加压重新回到反应工段

对比例

称取25克三氧化二铝(平均粒度为40目，比表面积180m²/g)。取4毫升PdCl₂盐酸水溶液(0.127g Pd/ml)和20毫升水混合，然后浸渍上述称好的三氧化二铝，自然干燥，120℃烘干，450℃焙烧，280℃氢气流中还原2小时。