铂系与镍系苯加氢催化剂催化性能对比_吴永忠.doc

铂系与镍系苯加氢催化剂催化性能对比_吴永忠 生产技术 化工科技,2007,15(6):42～45 SCIENCETECHNOLOGYINCHEMICALINDUSTRY 铂系与镍系苯加氢催化剂催化性能对比 吴永忠1,张英辉2 (1.南京化工职业技术学院应化系,江苏南京210048;2.中国石油吉林吉化建修有限公司,吉林吉林132021) 摘　要:在实验室中对比了苯加氢NCG系列镍催化剂和新型铂系苯加氢催化剂的性能,并在工业使用中进一步进行对比,最后给出工业应用的综合评价和提高环己烷质量的有效方法。 关键词:比较;性能;苯加氢催化剂;镍系;铂系 中图分类号:TQ426.8　　文献标识码:A　　文章编号:1008-0511(2007)06-0042-04 　　生产己内酰胺的主要原料之一———环己烷,除了从粗汽油中分馏和甲基环戊烷异构制备外, 迄今为止主要由苯加氢制备的已达90%左右。由于己内酰胺用途越来越广,其主要原料环己烷的生产日趋重要。苯加氢制环己烷是石油化工中重要的催化加氢过程,世界上环己烷产量已大于300万t/a,环己烷主要用于生产己内酰胺和树脂,也可用作溶剂和其它化工原料。国内主要采用装有催化剂的固定床苯加氢反应器,由于该催化剂具有优良活性和热稳定性及机械强度,在实际生产中取得了良好的效果。 研究发现Pt,Pd,Ni,Ru,Rh,Co等少数几种金属,对苯加氢反应具有良好的催化活性。目前工业上广泛应用的苯加氢反应催化剂,主要分为镍系和铂系两大类 [1～3] 200～400,可副产中压蒸汽(1.0MPa),液苯空速可达1.0～2.0h,工业使用寿命大于5年。Pt/Al2O3催化剂应用于大型己内酰胺厂苯加氢工艺具有较大优势,如南京东方化工有限公司引进荷兰DSMStamicaron公司技术建成的50kt/a己内酰胺生产装置中就采用Pt系苯加氢工艺。镍系苯加氢与铂系苯加氢催化剂,国外市场各占约一半,国内目前仍以镍系为主。今后发展趋势仍为两个系列并存的格局,但从工业生产装置大型化,高产能、长寿命、抗毒性等角度考虑,使用铂系苯加氢催化剂具有比较明显的优势。 笔者在研制铂系苯加氢催化剂时,发现铂催化剂与镍催化剂的反应条件与催化性能均存在较大的差异。为了更好的使用好这两种催化剂,有必要对这2种催化剂进行详细的比较。 -1 。镍系苯加氢催化剂主要 有Ni/Al2O3、Ni/SiO2和骨架镍系等工业产品;其中Ni/Al2O3和Ni/SiO2苯加氢催化剂应用较为广泛。在生产实践中发现:镍系苯加氢催化剂苯加氢活性好,价格便宜,但该体系催化剂有一些缺点,如耐硫性能差,耐热性差,一般工业使用温度120～180,液苯空速低(0.1～1.0h-1,一般为0.2～0.8h-1),工业使用寿命短,一般为一年到两年,只能副产低压蒸汽。目前我国镍系苯加氢催化剂主要用于中小型生产装置;Pt系苯加氢催化剂较Ni系催化剂有许多优点:耐硫性能好,中毒后易再生,耐热性能好,工业操作温度可达 收稿日期:2007-08-09作者简介:吴永忠(1966-),男,江苏兴化人,南京化工职业技术学院高级工程师,从事科研与教学工作。1　加氢催化反应及其催化剂 苯加氢制环己烷反应是一强放热反应,其主要化学反应式如下。 主反应: C6H6+3H2主要副反应:C6H6+3H2C6H6+3H2 C5H9CH3+16.58kJ/mol (2) 3C+3CH4+315.9kJ/mol (3) 反应式(1)为主反应,生成目的产物环己烷;反应式(2)为主要副反应,生成甲基环戊烷,影响目的产物环己烷的纯度;反应式(3)则会造成催化C6H12+215.7kJ/mol(1) 第6期吴永忠,等.铂系与镍系苯加氢催化剂催化性能对比　　　43 剂表面积碳,影响催化剂活性及强度。因此工业上要求催化剂应具有优良的苯加氢活性和环己烷选择性,并具有良好的耐热性能和强度。国内苯加氢制环己烷的生产工艺,除岳阳鹰 山石化总厂己内酰胺装置引进法国IFP液相苯加氢工艺外,其余均为固定床气相苯加氢工艺。国内大多数苯加氢装置使用Ni系苯加氢催化剂,仅有南京东方化工有限公司的引进装置使用Pt系苯加氢催化剂。国内外苯加氢催化剂研究主要集中在Ni系和贵金属系如Pt、Pd,Rh,Ir等催化剂,工业上贵金属以铂系苯加氢催化剂为主。 氢气混合后进入压缩机入口,压缩后的氢气经换热与苯在蒸发器混合,如此循环。 图1　镍系苯加氢工业装置的工艺流程示意图 2.2　镍系苯加氢催化剂工业反应条件 燕山石化有限公司聚华公司苯加氢装置采用安格公司催化剂厂(原南化集团公司催化剂厂)最新研制的高性能NCG-6型镍催化剂[1]。经调优后该催化剂的反应条件为:反应器入口温度140,反应温度150～200,反应压力0.2～0.5MPa,液苯空速0.2～0.5h