[发明专利]一种合成十氢萘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在固定床反应器，较低温度和压力下，萘催化加氢合成十氢萘的方法，属于化学工程技术领域。

背景技术

十氢萘是一种优良的高沸点有机溶剂，能溶解某些高分子化合物，如它可作为超高分子量聚乙烯的溶剂。还可用作涂料的溶剂，用于提取脂肪和蜡，代替松节油用于鞋油、地板蜡的制造。由于萘可以催化氢化合成十氢萘，生成的十氢萘在合适条件下又可以催化氢解，放出纯的氢气，所以又可以利用这一特质将十氢萘作为新型的储氢材料。

CN 1546442A的专利中，采用四氢萘作为固体原料萘的溶剂、采用镍系催化剂在比较低的压力和温度下反应釜内一步合成十氢萘，其反应压力为6～12MPa、反应温度为180～220℃、液时体积空速为0.5～1.0，萘的转化率达到98％以上，十氢萘的产率达98％，副反应物小于1％。

CN 101602644A的专利中，采用Ni/γ-Al₂O₃为催化剂，在较低反应温度、压力下在反应釜中由萘一步合成十氢萘。其反应压力为2～5Mpa，温度为80～200℃，液体质量空速为9.0～13.0h^-1，反应的搅拌速度为600～800rpm，反应时间为2～4h。萘的转化率达100％，十氢萘的收率最高达99％。

以上两种方法都是在反应釜中合成十氢萘，此方法不适宜用于工业化大批量生产，不仅消耗高，而且产品的质量难以保持稳定。

CN 1733663A的专利中，采用十氢萘或四氢萘作为固体原料萘的溶剂，在铂铝或镍铝等催化剂存在的条件下，在比较低的压力和温度下在稳态涓流床催化反应器中连续加氢合成十氢萘，其反应压力为4～10Mpa，温度为160～230℃，液时体积空速为0.1～2.0h^-1，氢油比为10～2000。萘的转化率达到70～99％，副反应物小于1％。此方法是用固定床反应器合成十氢萘，但其反应压力相对较高，对于工业化生产能耗大，不利于生产成本的控制。

我国萘资源比较丰富，以萘为原料合成十氢萘，是较简单、经济的方法。所以开发以萘为原料氢化合成十氢萘工艺有着重要意义。目前的合成方法中，还都存在一些不足之处，因此，进一步优化合成十氢萘的工艺条件对工业化大规模生产十氢萘有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种合成十氢萘的方法。

本发明的技术方案为：一种合成十氢萘的方法，其具体步骤如下：

(1)催化剂前驱体的制备：将钯源溶于酸溶液中，溶解后加入γ-Al₂O₃，在旋转蒸发器中抽真空蒸发至水分蒸干，水浴温度控制在40～60℃，得到催化剂前驱体；

(2)催化剂前驱体的预处理：将催化剂前驱体在300～600℃下焙烧3～6h，然后在150～350℃下通入氢气和氮气还原3～6h，即得Pd/γ-Al₂O₃催化剂；

(3)十氢萘的制备：将萘溶于有机溶剂，配制得到反应原料，然后将制备好的催化剂Pd/γ-Al₂O₃装入固定床反应器的反应管中，上下用石英砂填充，原料经高压输液泵进入固定床反应器进行反应，得到十氢萘；其中控制反应温度为100～280℃，反应压力为1.5～4.0Mpa，液时质量空速为0.5～2.0h^-1，氢油比为80～1000。

在配制反应原料过程中，优选所用有机溶剂为正庚烷或环己烷。优选萘与溶剂的质量比为1∶7～12。优选步骤(1)中所述的钯源为氯化钯或硝酸钯；所述的酸为盐酸或硝酸；更优选所述的酸溶液为质量浓度为0.5-5％的稀盐酸溶液或质量浓度为8-20％的稀硝酸溶液。

优选上述的Pd/γ-Al₂O₃催化剂中钯的负载质量为γ-Al₂O₃质量的0.1～1.5％。

优选步骤(3)中的反应温度为150～260℃；反应压力为2.0～3.5Mpa；液时质量空速为0.6～1.5h^-1；氢油比为100～800。

有益效果：

上述合成方法中，萘的转化率达到99.92％，十氢萘的收率最高达到99.36％。