学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

骨架镍上催化对苯二胺加氢制备1，4-环己二胺

作　者: 杨薇
导　师: 蔡建国
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 1，4-环己二胺骨架镍催化加氢热力学动力学
分类号: TQ236
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 28次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

1,4环己二胺(1,4-diaminecyclohexane, DACH)简称广泛应用于聚氨酯工业,是很重要的精细化工中间体,而迄今为止其由对苯二胺催化加氢制得的研究却很少。本文研究了以水为溶剂的条件下,用骨架镍催化加氢合成1,4-环己二胺的工艺体系,包括对对苯二胺加氢反应产物定性、反应热力学和动力学分析、催化剂的制备、加氢反应工艺条件的优化等工作。具体反应是以对苯二胺5g,与浓硫酸物料摩尔比为1：1.16,去离子水50ml为基础,加氢反应转化率的最佳条件为：温度80℃,压力3MPa,时间8h,催化剂3ml,此时选择性为30.781%。文中利用基团贡献法对整个反应体系进行了热力学分析；对于动力学,文中是在排除内外传质阻力影响的条件下建立了本征动力学模型为-dC对苯二胺/dt=1.0289×106exp(-41294/RT)C对苯二胺PH20.12。然后先用正交实验法对对苯二胺加氢反应转化率进行了研究,拟在高转化率下改变工艺条件得到高选择性的1,4-环己二胺。因此降低温度延长反应时间来提高选择性,其中DACH选择性最高的是70℃,5MPa,36h,能达到55.003%。另外还对比了研究溶剂为乙醇时的反应体系,固定对苯二胺5g,与浓硫酸物料摩尔比1：1.16,然后通过正交实验研究了以无水乙醇作为溶剂时反应转化率的最优条件：温度80℃,压力4MPa,反应时间为8h,催化剂4ml,此时转化率也能达到99%以上,选择性为43.736%。本文还研究了体系中骨架镍的套用情况,结合文献对催化剂的失活原因进行了分析,并通过醇洗涤再生使其活性得到了一定的恢复。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-11
第2章文献综述  11-24
  2.1 PDA和DACH的物化性质  11-13
    2.1.1 PDA的物化性质及所涉及的化学反应  11
    2.1.2 DACH的几何异构及其性质  11-13
  2.2 DACH制备的研究进展  13-14
    2.2.1 霍尔曼降解  13
    2.2.2 羟基氨化  13-14
    2.2.3 硝基还原  14
    2.2.4 对苯二胺催化加氢  14
  2.3 催化加氢工艺及所用的催化剂  14-22
    2.3.1 芳香化合物加氢反应的特点  15-16
    2.3.2 脂环胺的制备方法  16-18
    2.3.3 催化加氢催化剂  18-22
  2.4 本论文的意义及主要研究内容  22-24
第3章实验方法  24-39
  3.1 实验原料和试剂  24
  3.2 实验设备  24
  3.3 实验流程  24-28
    3.3.1 催化剂的制备  24-26
    3.3.2 催化加氢反应流程及设备介绍  26-28
  3.4 实验讨论  28-39
    3.4.1 PDA催化加氢过程探讨  28-32
    3.4.2 分析方法  32-35
    3.4.3 转化率计算  35
    3.4.4 选择性分析  35-39
第4章催化加氢反应热力学和动力学研究  39-59
  4.1 引言  39-40
  4.2 热力学分析  40-50
    4.2.1 298.15K时理想气体的标准生成热和绝对熵  40-41
    4.2.2 298.15K时理想状态时气相反应的平衡常数的计算  41
    4.2.3 标准状态下的热力学分析  41-50
  4.3 催化加氢反应中DACH动力学研究  50-59
    4.3.1 外扩散影响的消除  50-51
    4.3.2 内扩散影响的消除  51
    4.3.3 实验结果与讨论  51-56
    4.3.4 动力学方程验证  56-59
第5章催化加氢工艺条件优化  59-71
  5.1 正交试验  59
  5.2 单因素实验  59-63
  5.3 选择性分析  63-68
  5.4 溶剂对反应的影响  68-71
    5.4.1 正交试验  69-70
    5.4.2 选择性分析  70-71
第6章骨架镍催化剂稳定性实验及失活研究  71-75
  6.1 骨架镍催化剂稳定性实验  71-72
  6.2 催化剂的失活原因分析  72-73
  6.3 催化剂再生  73-75
第7章结论  75-77
参考文献  77-81
致谢  81-82
攻读硕士学位期间发表文章  82

骨架镍上催化对苯二胺加氢制备1，4-环己二胺

内容摘要

全文目录

相似论文