己二腈加氢制备己二胺的催化剂选择和工艺条件探索开题报告

1. 研究目的与意义

已二胺是生产许多化工产品的原料，需求量极大。当前以已二腈为原料来生产已二胺存在着生产效率低，成本高等问题。因此，开发新型催化剂的研究，探讨出高效的生产工艺具有重要现实意义和重大经济价值。

己二胺(hmd)是一种重要的有机化工中间体,主要用于生产聚酰胺,如尼龙-66盐、尼龙-610，随着科学技术的进步和化工新材料的不断开发，目前己二胺在透明尼龙树脂、聚亚胺羧酸酯泡沫塑料、涂料、粘合剂、橡胶助剂和漂白剂等领域获得了广泛应用，尤其是在生产高性能聚氨酯领域，其用量大幅增加，这将给己二胺带来突破性的发展。据预测，今后几年全球对尼龙66的需求增长率为6％，而国内年均需求增长率达12％；己二胺也可用于合成二异氰酸酯、环氧树脂或脲醛树脂的固化剂、有机交联剂等。随着合成纤维工业的不断发展，世界范围内己二胺类化合物的需求量不断增加，价格持续走高，市场供需缺口较大。

己二胺的生产工艺主要有己内酰胺法、丁二烯法和己二腈（adn）催化加氢法。己内酰胺法和丁二烯法只适用于小规模生产，且因生产成本偏高而逐渐被淘汰；己二腈催化加氢制备己二胺法因工艺简单、产品质量高、生产成本低而被广泛应用。工业上己二腈加氢过程所用催化剂主要为雷尼镍型催化,但是雷尼镍型催化剂的机械性能较差,在空气中易自燃,制备过程中有大量的碱液排出,且使用雷尼镍型催化剂需在碱性条件下反应以抑制仲胺及叔胺的生成从而提高己二胺的选择性,加入的助催化剂氢氧化钠或氢氧化钾对设备腐蚀较大,难以与产物分离.基于上述催化加氢工艺存在的缺陷,有必要开发一种机械强度高，不需要抑制剂的催化剂，同时开发相应的工艺条件。

2. 国内外研究现状分析

己二胺的生产工艺主要有己内酰胺法、丁二烯法和己二腈催化加氢法。己内酰胺法和丁二烯法只适用于小规模的生产且生产成本偏高而逐渐被淘汰，己二腈催化加氢法因其工艺简单、产品质量高、生产成本低而备受关注。目前，该法几乎被国外大型企业垄断，国内只有河南神马集团和中国石化辽阳石化公司从国外成套引进该技术，对该工艺的研究在国内尚处于起步阶段。

河南神马尼龙化工公司的己二腈加氢装置，是目前国内最大的己二腈加氢装置，该装置全套引进日本旭化成公司先进的工艺技术路线，其产品己二胺（HMD）收率高，质量好。由于己二腈加氢反应器结构特殊，国内常规的雷尼镍催化剂在活性、粒度、沉降时间、寿命等方面与进口催化剂存在较大差距，小试效果不理想，不能满足加氢反应器的实际需求。加氢用雷尼镍催化剂在2000年前全部依赖日本进口。为开发有自主知识产权的己二腈加氢用催化剂，河南神马尼龙化工公司和鲁山精细化工厂合作，通过对雷尼镍催化剂生产工艺的创新研究，开发了L-WCRNi四元雷尼镍合金催化剂，效果达到国际同行业先进技术水平，通过在己二腈加氢装置上的工业化应用，现在可以全部替代进口催化剂，推广应用前景广阔。

国内外主要供应商的催化剂性能指标对比

分析对比可看出：各厂家的合金成分相同，但含量各不相同，催化活性和其它品质指标有较大不同。日兴理化的催化剂活性高、单耗低，优于其它公司的催化剂。

河南神马尼龙化工公司和鲁山精细化工厂合作开发研究的L-WCRNi四元合金催化剂通过工业化应用，效果达到国外同行业先进技术水平，其中活性、强度等指标超过国外公司产品质量水平，可以满足己二腈加氢装置稳定应用，其优异的性能，完全可以替代国外同类型、同型号的催化剂，并可以在其他有机加氢反应中推广应用，可以大大降低雷尼镍催化剂的理论单耗和实际消耗，能明显降低生产成本，提高产品的市场竞争力，具有良好的推广应用前景。

非晶态合金又称无定形合金或金属玻璃，它是一种非晶态材料，是近年来材料科学的一项新成果。从非晶态合金的历史看，1960年，Duwez等采用熔融金属急冷法制备出非晶态合金。1969年，Pound和Martin制备出一定连续长度的非晶态合金条带，为以后非晶态合金的规模生产奠定了技术基础。直到1976年，非晶态合金的制备技术才有了突破性的进展，美国联信公司利用快速凝固技术生产非晶态合金带材，1994年，该公司己经达到了年产40kt的能力。所谓快速凝固工艺，即将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上，在此过程中钢水的温度以每秒降低数百万度的速度迅速冷却，以致金属中的原子来不及重新排列而变得杂乱无章，这样就产生了非晶态合金。1976年，我国开始进行非晶态合金的研究。目前，己初步形成具有特色的非晶态合金科研开发应用体系。

　　磁稳定床是一种新型的流化床，具有流化床和固定床的特点。但是它需要有合适的能在低温下具有较高活性的催化剂，并且催化剂还得具有磁性。而非晶态合金作为不饱和烃加氢催化剂的特点是低温加氢活性高、选择性好，而且SRNA-4本身具有磁性。将磁稳定床和非晶态合金结合，开发一种新型的反应器，是目前化工方面的一个反应器开发方面的一个方向，具有很重要的意义。

3. 研究的基本内容与计划

1.熟悉阶段：反应釜操作，gc操作，粒度分布仪操作，催化剂分析，包括文献查阅及整理，约1周；

2.单釜反应工艺在现有实验基础上，进行单釜工艺条件优化，包括：催化剂量，反应温度，反应压力，反应时间，时间约2-3周；

3.在上述工艺优化的基础上，进行催化剂的筛选及部分工艺调整；约3周；

4. 研究创新点

目前己二腈加氢采用雷尼镍催化剂，以前大多使用进口催化剂，最近几年国内催化剂逐步代替进口，但存在机械强度低，使用寿命短、活性和选择性不够等问题，本文在此基础上，开发出一款高活性、高选择、机械强度高的催化剂，同时对己二腈加氢工艺进行研究，开发的工艺条件配套催化剂使用，降低了催化剂的消耗，催化剂机械强度高，解决了后续分离问题，减少了工业生产成本，完全可以推向市场化应用，具有实际应用意义。