[发明专利]一种氯代芳香烃脱氯加氢制备环己烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环己烷的制备方法，特别涉及一种氯代芳香烃脱氯加氢制备环己烷的方法。

背景技术

氯代芳香烃是重要的化工原料、有机合成中间体和有机溶剂，广泛地应用于化工、医药、农药、染料、电子等行业。然而，氯代芳香烃化合物广泛应用的同时也对人类健康和环境构成日益严重的威胁。例如，很多有机氯农药（林丹、艾氏剂和狄氏剂等）以及氯苯类、氯代酚类化合物具有毒性及“三致效应”（致癌、致畸、致突变）；多氯联苯的广泛应用、存在及在食物链中的富集对人体的危害更为严重.联合国环境署《关于持久性有机污染物（PoPs）的斯德哥尔摩公约》第一批公布的3类12种受控化学物质均为氯代有机化合物。因此，如何有效消除氯代有机废物对人类健康的危害及环境的污染已经迫在眉睫。

目前，氯代芳香烃污染物消除的方法主要包括生物降解、光催化降解、焚烧、湿法催化氧化、催化脱氯加氢等。在高浓度氯代有机物的降解过程中，光降解和生物降解效率较低，降解不够彻底；高温焚烧和湿法催化氧化降解条件较为苛刻，并且氯代有机化合物的不完全焚烧容易生成毒性更高的二噁英，同时还会释放出NOx及温室气体CO₂，从而造成对环境的二次污染。催化脱氯加氢过程反应条件相对温和，反应物中的氯原子被消除的同时生成了可以回收利用的有机化合物，并且无CO₂排放。因此，催化脱氯加氢具有低废物排放的特点，是原子经济性高的绿色催化过程，被认为是消除氯代芳香烃对环境污染的一种简单、有效和极具前景的处理技术。

目前，文献报道的脱氯加氢过程主要采用含镍催化剂或者含贵金属的单金属或双金属催化剂，其中贵金属催化剂脱氯加氢活性优于镍基催化剂，这些催化剂均存在由于HCl中毒、积碳或烧结等原因导致催化剂寿命短、易失活、再生困难等问题，难以实现催化剂的循环使用，尤其在气相脱氯加氢反应过程中失活现象更加明显。

中国发明专利公开号CN101007280A，发明名称：一种制备新型加氢脱氯催化剂的方法。该发明公开了一种制备新型加氢脱氯催化剂的方法，在纳米NiB非晶态合金或纳米镍粉末上负载高分散的Pd原子簇，经过晶化处理制备得到新型的表面NiPd合金催化剂。使用上述催化剂在加压反应釜中，反应温度70℃，压力1.0MPa下反应，使氯苯催化脱氯制得苯。该方法虽然反应温度低，但是存在反应压力高、催化剂易流失不能循环使用等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种工艺简单、反应条件温和、收率高的氯代芳香烃脱氯加氢制备环己烷的方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种氯代芳香烃脱氯加氢制备环己烷的方法，在催化剂作用下，将氢气和氯代芳香烃进行催化脱氯加氢反应一步制得环己烷，所述反应温度为150～350℃，氢气空速为5～50h^-1，氯代芳香烃的空速为0.4～8h^-1。所述的催化剂为钯/镍负载型双金属催化剂。

所述的钯/镍负载型双金属催化剂优选以椰壳炭为载体，活性组分中镍的质量百分比含量优选为5～25%、钯的质量百分比含量优选为0.1～5%。

所述的氯代芳香烃优选为氯苯、对二氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,3,5-三氯苯、1,2,3,4-四氯苯和1,2,3,5-四氯苯、五氯苯、六氯苯中的一种或多种的混合物。

所述的反应温度优选为200～300℃，氢气空速优选为7～40h^-1，氯代芳香烃的空速优选为0.4～5h^-1。

本发明的氯代芳香烃脱氯加氢制备环己烷的方法，采用高活性及稳定性的钯/镍负载型双金属催化剂，从而使氯代芳香烃化合物催化脱氯加氢制成环己烷。

本发明的方法具有工艺简单、反应条件温和、催化剂活性和选择性高、使用寿命长等优点，可以使氯代芳香烃催化脱氯加氢后一步制得环己烷，实现连续化操作，并且无新增三废、应用前景广阔。本发明将氯代芳香烃催化脱氯加氢得到环己烷既能销毁氯代芳香烃，无害于环境，又产生良好的经济效益。本发明可采用化工生产中常用的反应器如固定床反应器进行反应，从而实现连续化操作，应用前景广阔。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、工艺简单、反应条件温和，可以使氯代芳香烃催化脱氯加氢后一步制得环己烷，并实现连续化操作，易于工业化；