浅析精细化工中催化加氢技术的运用

浅析精细化工中催化加氢技术的运用

近年来由于我国的化工行业在技术领域取得了较大的进步，催化加氢技术不仅在石油化工领域得到普遍的应用，并且也开始大规模的应用到精细化工行业中。由于精细化工中部分化合物需要通过还原处理才能够进行后续生产，但是我国现今仍旧沿用以往的传统技术，因此，需要对催化加氢技术在精细化工中的应用情况进行全面的了解。

标签：精细化工；催化加氢技术

1 加氢催化剂

1.1 镍催化剂

二氧化硅与硅藻土是最常见的负载型的镍催化剂，主要是通过使用沉淀法得到。需要注意首先将催化剂在温度为350到450%的气流中通过氢进行还原，还需要避免催化剂在还原时发生自烧现象。骨架镍是通过强碱腐蚀后形成的大量孔状存在的海绵骨架镍，通过添加稀土金属等一定量的微量元素能够显著的提升合金的负荷能力、再生能力、机械稳定性以及合金亲和性等性能[1]。

1.2 钯系催化剂

通常制备钯催化剂采用的方法是：首先需要把氯化钯在0.1M盐酸溶液里进行充分溶解处理，然后在氯化钯的水溶液里面添加一定量的活性炭，并确保钯在活性炭上已经全部浸染，然后在温度110%的条件下进行干燥处理，将氢气在100到300%的条件下进行还原处理。这样的制备方法广泛的使用在制备金属催化剂中，需要注意的是，在进行制备时，在干燥的条件需要确保活性组分尽可能不会迁移，且还原与活化时还需要避免其出现烧结的现象。

2 催化剂加氢技术在精细化工中的应用

2.1 催化剂加氢制备对氨基酚

使用催化剂加氢制备对氨基酚较常使用的制备方法是将硝基苯放入一定量的稀硫酸然后能够生成全新的苯基氰胺，并且能够通过重排反应最终得到对氨基酚。其中主催化剂使用的是0.5%Pt/C，硝基苯和贵金属的重量之比是1∶（0.000 5～0.005 0）。以三甲基十二烷氯化铵为助催化剂，温度维持在80℃范围即可，氢气压力在11到12MPa，并且还需要使用过氧化氢处理。较之以往的方法，收率在原来的基础上最大能够提升5%，并且使用这种方法还能够在显著的降低废弃物，最为重要的是能够大幅度提升产品的质量。

2.2 催化剂加氢制备邻氯苯胺

在催化剂加氢的条件下使得邻硝基苯能够通过还原产生邻氯苯胺，其中，0.8%Pd/C是主催化，且硝基氯苯和贵金属的质量比值是1：0.000 1到0.000 5。助催化剂采用亚磷酸钠，以甲苯作为溶剂，温度保持在60℃到80℃范围内，氢气压力在0.6MPa到2MPa之间。收率是92%，且制得的邻氯苯胺纯度最高可以达到99.7%。较之过去的方式得到的邻氯苯胺，能够显著的降低三废的产量[2]。不仅如此，添加亚磷酸钠的助催化剂还可以显著的抑制脱氯效果。

2.3 催化剂加氢制备邻苯二胺

邻硝基苯胺在催化剂加氢的作用下能够生成邻苯二胺。具体的操作方法为：催化剂使用的是邻硝基苯胺质量2%的RANEY，且溶剂选择甲醇，并将温度维持在70℃到80℃之间，氢气压力为1.5MPa，这样一来能够制得的纯度可以达到99.5%，收率达到82%。在甲醇为溶剂，

2.4 环丁烯砜的催化剂

通过利用1，3-丁二烯和二氧化硫一起反应生成环丁烯砜，在此基础上可以通过催化加氢得到环丁砜。具体的要求是：压力为2.3MPa到2.4MPa的范围内，温度需要维持在40℃到70℃的范围内，不仅如此催化剂活性还需要超过220m L/cat，且需要量为5%。此外，一般采用底部开始，喷嘴向上并缩径的氢气进料方法，其中需要的反应时间大约在2.5小时左右。

3 催化剂加氢技术在精细化工中的应用实例

3.1 碳碳双键加氢

碳碳双键加氢是精细化工中普遍存在的化学反应现象，具有收率高、操作易于实现等优点，并且所耗费的催化剂用量是比较少的，反应比较充分，不同分子的收率存在一定的差异，一般情况下都不会低于90%，理想情况下可以收率可以高达99%。以蒎烯加氢生成蒎烷为例，标准大气压下，对蒎烯进行催化反应时，应用催化剂加氢技术，并将反应温度控制在120℃，能够得到蒎烷，反应收率可以达到98%左右。

3.2 碳碳三键加氢

碳碳三键加氢也是催化剂加氢技术在精细化工中的主要应用方向。根据化学反应过程的不同，可以将其分为完全加氢和选择性加氢两种应用方式，其中又以选择性加氢方式应用比较广泛。在进行碳碳三键加氢反应时，所用催化剂主要为林德拉催化剂，碳碳三键的空间结构是影响生产效率的最主要因素，进而会使得反应选择性出现差异，如果分子内部基团之间不存在相互排斥，则反应选择性会比较高，可以超过95%，如果分子基团之间存在相互排斥作用，则反应选择性相对较低，一般只能达到80%左右。现在已知的碳碳三键加氢反应选择性较高的催化剂加氢技术，为浙江新和成公司的芳樟醇加氢，其反应选择性高达99%。

4 结束语

综上所述，目前在精细化工中催化剂加氢技术得到了较为普遍的应用，尽管其能够减少废弃物的产生，与以往的方法相比能够将对环境的污染控制在最小的范围内。但是由于该技术对氢有着较高的使用标准，使得催化剂的價格较贵，所以该技术在精细化工中还需要进一步发展。

参考文献：

[1]陈诵英，赵永祥，王琴.精细化学品催化合成技术.下册，催化合成反应与技术，Catalyzed synthesis reactions and technologies[M].北京：化学工业出版社，2015.

[2]王佳伟.催化加氢技术在精细化工中的应用[J].生物化工，2016，2（2）.