苯加氢烷基化合成环己基苯催化剂研究.docx

苯加氢烷基化合成环己基苯催化剂研究董帅帅，单玉华*，徐文杰，臧雷雨，李明时(常州大学江苏省绿色催化材料与技术重点实验室，江苏常州213164)摘要:以分子筛为载体，采用等体积浸渍法制备具有双功能的分子筛催化剂。以苯为原料，在双功能催化剂的作用下采用加氢烷基化的方法合成环己基苯(CHB)。考察了不同载体酸性、反应温度、氢气压力和催化剂的金属担载量等因素对反应的影响。实验结果表明:Ｒu/Hβ双功能催化剂为最佳的催化剂，最佳反应条件为:2.5MPa氢气压力，200℃下反应4h。在此条件下苯的转化率可达67.6%，CHB的选择性可达47.8%。催化剂的金属活性和酸性是苯加氢烷基化的关键。关键词:Ｒu/Hβ;双功能催化剂;苯;加氢烷基化反应;环己基苯中图分类号:TQ031.7文献标志码:A文章编号:0253－4320(2013)08－0073－05StudyoncatalystsforsynthesisofcyclohexylbenzenebyhydroalkylationofbenzeneDONGShuai-shuai，SHANYu-hua*，XUWen-jie，ZANGLei-yu，LIMing-shi(KeyLabofJiangsugreencatalyticmaterialsandtechnique，ChangzhouUniversity，Changzhou213164，China)Abstract:Themolecularsievebinarycatalystispreparedbytheimpregnationmethodwithitsmolecularsieveascarrier．Thecatalystisusedforthehydroalkylationofbenzenetocyclohexylbenzene(CHB)withthebenzeneasarawmaterial．Theeffectsofdifferentcarrieracidity，reactiontemperature，hydrogenpressureandmetalloadingareinvestigated．Accordingtotheexperimentalresults，theoptimumprocessconditionsareasfollows:2.5MPaofhydrogenpressure，200℃oftemperatureand4hoursoftime．TheconversionofbenzeneandtheselectivityofCHBare67.6%and47.8%，respectively，undertheoptimumprocessconditions．Themetalacticeandacidicofcatalystarethekeystothehydtoalkylationofbenzene．Keywords:Ｒu/Hβ;bifunctionalcatalyst;benzene;hydroalkylation;cyclohexylbenzene环己基苯的选择性较低，产生大量副产物环己烷和甲基环戊烷。ＲobertM．Suggitt等［22－23］利用负载型催化剂Me/SiO2－Al2O3(Me为金属铼、镍、钴)催化苯加氢烷基化制备环己基苯，其环己基苯的选择性小于60%。MurthaTimothyP等［24］还报道了一种钌和镍双金属负载催化剂的改进方法，环己基苯的选择性有所提高，但是仍不理想。邱俊等［25］在Pd/Hβ双功能催化剂的作用下利用苯加氢烷基化合成环己基苯，目的产物收率为21.4%。针对苯催化加氢烷基化合成环己基苯反应，以加氢烷基化催化剂研制为目的，考察了载体、金属种类及反应条件对苯催化加氢烷基化催化性能的影响，得到性能较好的Ｒu/Hβ双功能催化剂，为商业化制备环己基苯奠定基础。环己基苯是重要的精细化工中间体，具有高沸点和接近室温的凝点。利用其特殊的物理化学性能，环己基苯也可作为锂离子二次电池电解液的添加剂，具有防过充性能，改善电池安全性［1－3］;环己基苯还可以用于合成液晶材料［4－6］;可通过环己基苯的过氧化反应制备苯酚和环己酮［7－10］;与异丙法制备苯酚和丙酮的工艺相比，环己基苯过氧化生产苯酚所副产的环己酮是生产尼龙的重要原料，因而不存在丙酮副产物过剩的问题［11－12］。SatoshiSato［13］报道了苯与环己烯在AlCl/SiO32催化下烷基化，环己烯的转化率为97.9%，环己基苯的选择性高达97%，但催化剂重复使用活性明显下降。先雪峰等［14－15］报道了苯分别与卤代环己烷和环己醇在三氯化铝催化剂作用下烷基化反应制备环己基苯的方法，但成本高、催化剂的腐蚀性较大。近年来有报道在离子液体中苯加氢烷基化制备