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β-酮酸酯的不对称加氢反应研究进展

β-酮酸酯的不对称加氢反应研究进展
β-酮酸酯的不对称加氢反应研究进展

β-酮酸酯的不对称加氢反应研究进展

摘要:潜手性酮不对称加氢生成的手性仲醇是合成手性药物和精细化学品的重要中间体,近年来,成了人们研究的热点。本文综述了β-酮酸酯在多相、均相和两相体系中不对称加氢的最新进展。

关键词:β-酮酸酯,不对称加氢,对映选择性

Research Progress on Asymmetric Hydrogenation of β-Keto Ester

Wu Jin

(Yibin health school of Sichuan province, Yibin 644000,Sichuan, China)

Abstract: The asymmetric hydrogenation of prochiral ketones is an important field in a variety of chemical processes for the synthesis of pharmaceuticals and fine chemical. It has become one of the most attractive field. The research progress of asymmetric hydrogenation of β-keto ester by metal chiral catalyst in recent years are reviewed.

Key words:β-keto ester, asymmetric hydrogenation, enantioselective

光学活性的手性仲醇化合物是非常重要的有机合成中间体,从这类化合物出发可以合成很多不同用途的有机化合物如手性药物、农药等,同时手性仲醇官能团本身也常作为重要的结构单元出现在各种具有活性的化合物中。手性仲醇的制备方法有多种,但最有效和最经济的方法是不对称催化加氢。在不对称加氢反应中,β-酮酸酯常用作模型底物来研究,并且加氢得到的光学产物β-羟基酸酯是合成多种物质的手性原料,因而具有重要的研究价值[1]。本文主要对β-酮酸酯在多相、均相和两相体系中的不对称加氢的最新进展进行综述。

1.Ni/TA体系催化β-酮酸酯的多相不对称加氢

在过去的几十年中,利用多相催化制备纯手性化合物倍受化学家的重视。在20世纪30年代,Schwab[ 2]和Lipkin[3]已经开始利用多相金属催化剂催化不对称合成,但由于多相催化往往受到载体性质的影响,造成催化剂表面结构不均一,且反应条件苛刻,光学产率难以提高。在多相不对称催化反应中,固体表面要具有手性环境是不对称催化反应进行的先决条件,目前获得固体手性催化剂的主要途径[4-8]主要有:一是将手性配体键联在高聚物或者无机载体上,然后和活性金属配位形成“多相化的均相手性催化剂”;二是通过在传统多相催化剂中引入手性修饰分子作为不对称催化反应的立体控制功能团,是实现手性诱导不对称催化的一个重要策略。到目前为止研究过的多相催化体系有很多,比较成功的只有两个,一是酒石酸修饰的兰尼镍催化剂Ni/TA,它用于β-酮酸酯的不对称加氢[9];二是金鸡纳生物碱修饰的负载铂催化剂体系,它用于α-酮酸酯的不对称加氢[10-11]。由于手性修饰剂不仅可以和金属作用产生手性氛围,而且通常和底物之间有着特殊的作用,因而该种催化剂往往只能使用于特定底物的催化,表现出酶催化的特点。在多相不对称加氢中本文主要介绍用于β-酮酸酯催化加氢的Ni/TA体系。

在β-酮酸酯的不对称催化加氢反应(Scheme1)中,兰尼镍是首选的催化剂前体。改性兰尼镍用于不对称催化加氢是Y.Izumi[9]在60年代初最先研究的,当时是用光学活性的α-羟基酸或α-氨基酸修饰兰尼镍(Raney Ni)用于催化乙酰乙酸甲酯(MAA)加氢,所得产物3-羟基丁酸甲酯有一定的旋光性。研究中发现修饰剂结构中含有两个羧基和至少含有一个羟

基的手性分子具有较好的手性诱导作用[6],即α-羟基酸作修饰剂效果比α-氨基酸好,α-羟

基酸中又以酒石酸(TA)的对映选择性最好,在催化β-酮酸酯和烷基酮不对称加氢时,其

e.e值可以达到80-96%,所以使得用它修饰的镍催化剂(Ni/TA)的研究较为广泛[12-14]。研究

表明镍的酒石酸修饰是一个复杂过程,镍表面修饰的过程中,修饰剂的吸附改变了镍的表面

结构。Nitta等[15]认为镍的分散度是影响负载型镍催化剂光学选择性的重要因素。在该催化

体系中,考查了修饰剂浓度、PH值、修饰温度和修饰时间等对表面络合物有很大影响。加入

钠盐,特别是NaBr的加入可使反应的对映选择性从60%提高到80%以上[16],而锂盐、钾盐或

铵盐的加入却会使反应的光学选择性大大降低[13]。助催化剂NaBr与镍催化剂(Ni/TA)协同

修饰作用可使反应产物的对映选择性大幅度提高。Harad等[17]认为,兰尼镍催化剂表面可能

存在光学活性和非光学活性中心,NaBr的加入将会导致以非光学活性中心主要被中毒,因此

抑制了消旋产物的生成。Sachtler等[18]认为NaBr的加入影响到催化剂表面光学立体构型的

优化,从而导致对映选择性的提高。

Scheme 1 Enantioselective hydrogenation of MAA on Ni/TA catalysts

2.β-酮酸酯的均相不对称催化加氢

2.1 Ru-膦配合物催化β-酮酸酯不对称加氢

带有官能团的光学活性仲醇是合成具有生物活性化合物的重要中间体,通过前手性酮的不对称加氢反应是获得具有光学活性仲醇的重要途径。在人们对带有手性配体的Rh和Ru络合物对酮的不对称加氢反应作了大量研究后发现,对带有官能团的酮的不对称加氢反应中,含有卤素的Ru-BINAP络合物要优于含有二羧酸酯的Ru-BINAP络合物[19-21]。这一发现,使羰基的不对称加氢大为改观。1987年,Noyori 报道了首例以[RuX2(BINAP)]配合物在温和的条件下催化β-酮酸酯加氢,产物的光学纯度接近100%,这为它的实际应用提供了非常有利的工业化条件。随后,他又发现,带有烷氧基、烷氧羰基(包括磷酸酯基)、卤素、羟基、胺基和酰胺基等官能团的酮在该加氢反应中,大多数在转化率为100%时,产物的对映选择性都在90%以上,甚至近100%(Scheme 2)。产生这个高对映选择性的原因是这些官能团在催化加氢中能起到导向作用,立体识别的关键因素是它们具有辅助基团的杂原子,这些杂原子和羰基氧原子能与中心金属钌络合形成五员环至七员环的螯合环,从而使得多数功能化的酮都以高对映选择性和可预见构型的方式被加氢[21,22-24]。在这些官能团化的酮的不对称加氢反应中,除了最有效的Ru(Ⅱ)-BINAP催化剂外,Ru(Ⅱ)-AMPP、Rh(Ⅰ)-BAMP、Ru(Ⅱ)- BAMP、Ru(Ⅱ)-AMPCP、Ru(Ⅱ)-Xyl-P-Phos 和Ru(Ⅱ)-Meo-BIPHEP等[25-31]络合物也是常用的催化剂。同时在研究中发现Ru-双膦催化剂用于β-芳基酮酸酯的加氢时,其对映选择性要比用于β-烷基酮酸酯的低(Table 1)。这是因为β-芳基酮酸酯中的芳基能和BINAP中的一个苯基形成弱的π-π堆叠而形成一个不利的过渡态,这个弱的π-π堆叠对这个不利的过渡态有轻微的稳定作用,导致对映选择性下降[32]。

R

O O Ru catalyst

OR'

H2

R=CH3, C6H5. R'=Me, Et

Scheme 2 Asymmetric Hydrogenation of Functionalized Ketones

Table 1 Asymmetric Hydrogenation of β-keto ester by RuCl 2[diphosphine]

Catalyst

R R ’ S/C Solvent e.e.(%) RuCl 2[(R)-BINAP] Me Me 2000 MeOH >99(R) RuBr 2[(R)-BINAP] Ph Et 760 MeOH 85(S) Ru[(R)-MeO-BIPHEP]Br 2 Me Me 100 MeOH >99(R) Ru[(R)-MeO-BIPHEP]Br 2

Ph

Et

50

EtOH

96(S)

2.2 β-酮酸酯的不对称加氢反应机理

Noroyi 等[29,33]

在1994年总结出了用Ru Cl 2(BINAP)催化β-酮酸酯不对称加氢反应的

机理(Scheme 3)。当催化剂与氢气接触时,RuCl 2失去一个氯离子形成RuHCl(BINAP),然后它与酮酸酯可逆地形成酮酯络合物B ,B 再从Ru 中心向配位酮的负氢转移形成C ,D 再与氢气反应,完成催化循环。在研究中发现,由于BINAP 有极好的手性识别能力,在O-Ru 作用的协助下,决定立体选择性的两个非对映体的过渡态(TS )可以很好的区分,形成(R)构型的过渡态远比形成(S)构型的过渡态有利,因为后者中存在强的R 和苯基间的排斥作用O-Ru 键的形成在加速加氢反应中发挥了关键作用。

H 2-

HCl

R

O

O R

OR'

OH O

OR'O

O

Ru

O

O

Ru

2

+

H +

,[RuCl 2(binap)(solv)2]

[RuHCl(binap)(solv)2]

(binap)ClH (binap)Cl [RuCl(binap)(solv)n ]

[RuHCl(binap)(solv)2]

solv=solvent

solv

A

B

D

Scheme 3 Mechanism ofβ-keto ester hydrogenation Catalyzed by (R)-BINAP-Ru

3.β-酮酸酯在两相体系中的不对称催化加氢 3.1 水有机两相体系中的不对称加氢

关于前手性酮在水/有机两相体系中的不对称加氢反应的报道目前不多,主要的研究是在BINAP 上引入极性(如氨基)或两亲性的基团,然后合成出具有水溶性的钌络合物用于β-酮酸酯类底物的不对称加氢反应。 Lamouille 等[34]

人报道了用于不对称催化加氢的水溶性手性配体b 和相应的水溶性催化剂c 用于乙酰乙酸乙酯的不对称催化加氢,在底物与催化剂的比率为1000:1时,产物的e.e.值达到了94%。该催化剂经重复使用未见活性和立体选择性

的降低。Guerreiro 等[35]

从6,6’-二氨甲基BINAP 出发制备了水溶性手性膦配体d (含铵盐)、e (含胍盐酸盐)和两亲特性的f ,把d 的钌配合物用于β-酮酸酯的不对称加氢,产物的e.e.值最高达99%,但反应在水中进行时产物的e.e.值较低,仅为60左右(表1)。他认为原因可能是底物在水中的溶解度较差。使用乙二醇做溶剂获得了好的结果。

表1 手性配体d-f 用于β-酮酸酯的不对称加氢反应

手性配体

底物

溶剂 反应温度 ee% d CH 3COCH 2COOCH 3 水 室温 60 d CH 3COCH 2COOCH 3 水 50 62 d CH 3COCH 2COOCH 3 甲醇 50 80 d CH 3COCH 2COOCH 3 乙二醇 室温 96 e CH 3COCH 2COOCH 3 乙二醇 室温 96 d (CH 3)2CHCOCH 2COOC 2H 5 乙二醇 室温 99 e (CH 3)2CHCOCH 2COOC 2H 5 乙二醇 室温 99 d PhCOCH 2COOCH 3 乙二醇 室温 98 f

CH 3COCH 2COOCH 3

甲醇

50

98

3.2离子液体有机两相体系中的不对称加氢

前手性酮在离子液体体系中的不对称加氢反应,主要的配体是在BINAP 的4,4’和

5,5’位引入极性基团,然后与钌配位形成手性催化剂(如Figure1中的 1-12)。主要用于β

-烷基酮酸酯、β-芳基酮酸酯和芳香酮的加氢。Lemaire 等[36]

用胺盐衍生的BINAP 钌催化剂11和12在离子液体[BMIM]BF 4中催化乙酰乙酸乙酯加氢时,得到了中等的对映选择性,分别为75%和86%。反应结束后产物和未完全转化的底物用戊烷萃取后,保留在离子液体里的手性催化剂(12)循环使用四次,其催化活性没有降低,对映选择性有一定升高(达到了90%ee )。

近来,Liu W. B 等[37]

合成了一系列由磷酸衍生的BINAP 钌络合物(2),分别在离子

液体[BMIM]BF 4、[BMIM]PF 6和DMPIIm 中对一系列β-烷基酮酸酯的不对称加氢进行了研究。产物的ee 值基本上保持在99%-99.3%这个范围。在四次循环使用中没有发现催化活性降低和对映选择性下降。虽然,β-烷基酮酸酯的不对称加氢取得了好的结果,但包括均相催化在内

的Ru-BINAP 催化剂用于β-芳基酮酸酯的加氢时,其对映选择性往往不高。Liu W. B [38]

等合成4,4’和5,5’取代的BINAP 的钌络合物(1-10),用其中的3、4在[BMIM]BF 4/MeOH 中对一系列β-芳基酮酸酯进行不对称加氢的结果表明,产物的ee 值均大于94%。两个钌催化剂分别循环四次,前者的的催化活性和对映选择性都有明显的下降,后者的转化率由98%降到62%,但ee 值仍然保持在95%以上。同时他们还发现在BINAP 的4,4’位引入基团的吸电子性越强,产物的ee 值越低(7<8

果BINAP的4,4’位引入的是小基团时,β-芳基酮酸酯中的芳基能和BINAP中的一个苯基

Figure 1 Hydrosoluble catalysts

形成弱的π-π堆叠而形成一个不利的过渡态,这个弱的π-π堆叠对这个不利的过渡态有轻微的稳定作用,导致对映选择性下降[32]。

4.结论

随着科学技术的发展和人类生活质量的提高,人类对生命的重视和对药物需求的日益高涨,不对称加氢已越来越受到人们的关注。由于β-酮酸酯的不对称加氢产物(β-羟基酸酯)是合成多种物质的手性原料,对它的进一步研究将具有重要的理论意义和实用价值。

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蜡油加氢裂化装置

180万吨/年蜡油加氢裂化装置 一、工艺流程选择 1、反应部分流程选择 A.反应部分采用单段双剂串联全循环的加氢裂化工艺。 B.反应部分流程选择:本装置采用部分炉前混氢的方案,即部分混合氢和原料油混合进入高压换热器后进入反应进料加热炉,另一部分混合氢和反应产物换热后与加热炉出口的混氢油一起进入反应器。 C.本装置采用热高分流程,低分气送至渣油加氢脱硫后进PSA部分,回收此部分溶解氢。同时采用热高分油液力透平回收能量。因本装置处理的原料油流含量很高,氮含量较高,故设循环氢脱硫设施。 2、分馏部分流程选择 A.本项目分馏部分采用脱硫化氢塔-吸收稳定-常压塔出航煤和柴油的流程,分馏塔进料加热炉,优化分流部分换热流程。采用的流程比传统的流程具有燃料消耗低、投资省、能耗低等特点。 B.液化气的回收流程选用石脑油吸收,此法是借鉴催化裂化装置中吸收稳定的经验,吸收方法正确可靠,回收率搞。具有投资少、能耗低、回收率可达95%以上等特点。 3、催化剂的硫化、钝化和再生 A、本项目催化剂硫化拟采用干法硫化 B、催化剂的钝化方案采用低氮油注氨的钝化方案 C、催化剂的再生采用器外再生。 二、工艺流程简介 1、反应部分

原料油从原料预处理装置和渣油加氢裂化装置进入混合器混合后进入原料缓冲罐(D-101),经升压泵(P-101)升压后,再经过过滤(SR-101),进入滤后原料油缓冲罐(D-102)。原料油经反应进料泵(P-102)升压后与部分混合氢混合,混氢原料油与反应产物换热(E-101),然后进入反应进料加热炉(F-101)加热,加热炉出口混氢原料和另一部分经换热后的混合氢混合,达到反应温度后进入加氢精制反应器(R-101),然后进入加氢裂化反应器(R-102),在催化剂的作用下,进行加氢反应。催化剂床层间设有控制反应温度的急冷氢。反应产物先与部分混合氢换热后再与混氢原料油换热后,进入热高压分离器(D-103)。 装置外来的补充氢由新氢压缩机(K-101)升压后与循环氢混合。混合氢先与热高分气进行换热,一部分和原料油混合,另一部分直接和反应产物换热后直接送至加氢精制反应器入口。 从热高压分离器出的液体(热高分油)经液力透平(HT-101)降压回收能量,或经调节阀降压,减压后进入热低压分离器进一步在低压将其溶解的气体闪蒸出来。气体(热高分气)与冷低分油和混合氢换热,最后由热高分气空冷器(A-101)冷却至55℃左右进入冷高压分离器,进行气、油、水三相分离。为防止热高分气中NH3和H2S在低温下生成铵盐结晶析出,赌赛空冷器,在反应产物进入空冷器前注入除盐水。 从冷高压分离器分理出的气体(循环氢),经循环氢脱硫后进入循环氢压缩机分液罐(D-108),有循环氢压缩机(K-102)升压后,返回反应部分同补充氢混合。自循环氢脱硫塔底出来的富胺液闪蒸罐闪蒸。从冷高压分离器分离出来的液体(冷高分油)减压后进入冷低压分离器,继续进行气、液、水三相分离。冷高分底部的含硫污水减压后进入酸性水脱气罐(D-109)进行气液分离,含硫污水送出装置至污水汽提装置处理。从冷低压分离器分离出的气体(低分气)至渣油加氢装置低压脱硫部分:液体(冷低分油)经与热高分气换热后进入脱硫化氢塔。从热低压分离器分离出的气体(热低分气)经过水冷冷却后至冷低压分离器,液体(热低分油)直接进入脱硫化氢塔。 2、分馏和吸收稳定部分

钌系催化剂在不对称催化氢化反应中的应用

钌系催化剂在不对称催化氢化反应中的应用 何伟平20083310 应化08-1班 摘要:潜手性酮不对称加氢生成的手性仲醇是合成手性药物和精细化学品的重要中间体,钌催化剂对催化无论是简单酮还是β-酮酸酯的不对称加氢反应具有显著的优越性。 关键字:不对称氢化、钌、酮、β-酮酸酯。 不对称催化反应作为一个手性增量过程已成为人工合成旋光性产物最有效的手段之一。其中不对称氢化反应发展较快,是研究得较多的一类反应。不对称催化具有容量大、产率高、反应速度快、产物分离相对容易、催化剂的手性易于通过改变配体来修饰等优点,使该领域成为国际化学家研究的热点。酮的不对称催化加氢已成为合成手性醇最重要的方法之一,而钌催化剂对催化酮的不对称加氢反应具有的高活性和高对映选择,使它一直被各国化学家所关注。本文对钌系催化剂不对称催化氢化简单酮和β-酮酸酯的最新进展进行综述。 1 简单酮的不对称氢化 对不含官能团的简单芳香酮来说,由于除酮羰基外不具有与催化剂中心金属进行配位的辅助功能基团, 因此导致钌-膦配合物催化剂对这类酮加氢的对映选择性不高。直到1995年Noyori发现Ru(Ⅱ) –BINAP-diam ineKOH催化体系后,才使得简单芳香酮的不对称催化加氢在催化活性和对映选择性上有了突破性的进展。此后,膦配体、钌、手性二胺形成的三元配合物常用作简单酮进行不对称催化氢化反应的催化剂。图1 可能的过渡态机理研究表明,手性双胺双膦钌催化剂之所以获 得很高的催化活性和对映选择性. 一个可能的原因 是:在反应过程中,上述催化剂可与反应底物酮生成 催化活性的六元环过渡态。首先,手性胺膦钌络合物 在碱的作用下生成Ru-H 络合物,红外光谱已证实了 该结构的存在。此外,手性配体中的“NH”官能团, 在催化反应过程中,通过形成氢—氧键,可能生成电 荷交替的六元环过渡态(图1)。 同时,催化剂各配体的存在使底物酮只能沿着特 定的反应通道与催化剂络合,从而有利于单一对映体产物的生成。 厦门大学李岩云等根据金属原子簇络合物含有多个金属中心,可望发挥多个金属原子间的协同作用,参与对底物的有效络合与活化的依据,成功设计并合成了用羰基钌原子簇 Ru 3(CO) 12 作为催化剂的前体,分别与手性双胺双膦配体组合的手性原子簇催化体系。相对 于单核钌催化剂,其转化率和ee值均有大幅提高(表 1)。 表 1 原子簇/手性胺膦配体混和体系催化芳香酮的不对称转移氢化 酮手性催化剂产率 (%) ee (%) 1 苯乙酮 Ru3(CO)12/5 91 81 2 苯乙酮 Ru3(CO)12/1 11 83

克莱森重排反应

克莱森重排反应(Claisen重排反应)的最初形式是一个在高温(> 200°C)下发生的一个,产物是邻位烯丙基。反应的机理是[3,3]重排(是史上第一个发现的σ[3,3]重排反应),产物4-烯酮因的需要为酚。 这个反应的特点是高度的,产物大部分是邻位的。与的性质很相似。 而当苯环的两个邻位都被“堵”住的时候,反应产物是对位烯丙基取代物。这是因为中间产物发生了一个所致——“分子自有其道(molecules have a way of hanging on)”。 审视整个过程可以看到:克莱森重排的驱动力是生成热力学上最稳定的取代度最大的“”。 克莱森重排起初是在芳香化合物中发现的(1912年),这与当时(20世纪初期)合成化学家“玩”的范围局限在芳香烃上有关。到后来发现该反应可以拓展到非芳香化合物,而这种拓展非常重要,因为克莱森重排反应立刻变成了合成上一个非常有用的反应:反应生成了一个新的碳碳键,得到一个4-烯羰基化合物,而烯键可以继续往下做衍生,得到其他的化合物。 而现代有机合成在克莱森反应的启发下催生出众多“变体”: 贝勒斯(Bellus)变体: 埃申莫瑟(Eschenmoser)变体:

: 强生(Johnson)变体: []天然界的存在 在植物代谢的中从到的转换步骤就是一个克莱森重排;该反应受的催化。预苯酸是一个重要的前体化合物,生物体内含苯环的天然化合物有一大半是由预苯酸转换过来的。 嚬哪醇重排 (:pinacol rearrangement)是一个在酸催化下脱水并发生取代基生成羰基化合物的反应。。这一类反应由于(2,3-二甲基-2,3-丁二醇)转换为(3,3-二甲基-2-丁酮)的反应最具代表性,因而得名。反应的关键步骤是一个的1,2-。 []反应机理 1.两个其中之一接受一个之后脱去一分子水,形成; 2.发生1,2-重排,一个基团从未脱去羟基的碳上向有正电荷的碳上转移; 3.羟基上脱去一个质子,其氧原子与碳成双键,反应结束。

氮化物作为催化剂的研究进展

氮化物作为催化剂的研究进展 内容摘要:近年来,被誉为“准铂催化剂”的过渡金属氮化物因其优良的催化活性已受到世界各国学者的广泛关注。大量的研究表明,过渡金属氮化物在氨的合成与分解、加氢精制等许多涉氢反应中都表现出良好的催化活性。过渡金属氮化物的制备方法有高温法和程序升温氮化法, 程序升温氮化法的显著优点是可以制备出高比表面积的金属氮化物。研究人员不仅对金属氮化物催化剂的制备方法进行了大量的研究,并且发现负载型金属氮化物具有负载量低、比表面积大等优点。因此, 金属氮化物的负载化研究正成为目前的研究热点。 关键词:过渡金属、氮化物、催化剂、结构、性能、工业 Nitride as a catalyst research progress Grade: grade 09 Applied Chemistry Specialty Name: Hong Huaiyong number: 122572009003 Abstract:In recent years, known as the" Platinum" transition metal nitride because of its excellent catalytic activity has been subjected to extensive concern of scholars all over the world. A large number of studies show that, transition metal nitride in ammonia synthesis and decomposition, hydrogenation and so many wading hydrogen reaction showed good catalytic activity. Preparation of transition metal nitride has high temperature method and temperature-programmed nitridation, temperature-programmed nitridation method has the advantages of preparation of high specific surface area of the metal nitride. The researchers not only on the metal nitride catalyst preparation method was studied, and found that the load type metal nitride having load low, large specific surface area and other advantages. Therefore, a metal nitride load research is becoming the research hotspot at present. Key word:Transition metal, nitride, catalyst, structure, performance, industry 引言 过渡金属氮化物是元素N插入到过渡金属晶格中所生成的一类金属间充型化合物,它兼具有共价化合物、离子晶体和过渡金属三种物质的性质,从而表现出优良的物理和化学性能。它作为一类具有很高硬度、良好热稳定性和抗腐蚀特性的新型功能材料,已经在各种耐高温、耐磨擦和耐化学腐蚀分机械领域得到应用。而且它在氨合成与分解、加氢脱硫/脱氮(HDS/HDN)、F-T合成等许多涉氢反应都具有优良的催化活性,不逊色于Pt和Rh等贵金属催化剂的性能,被誉为“准铂催化荆”。过渡金属氮化物作为一种有应用前景的新型加氢精制催化剂已引起人们的广泛关注,成为国际催化荆新材料领域的研究热点。本章概述了这一催化新材料的最新研究进展。 1.过渡金属氮化物的结构和电子特征 过渡金属氮化物是一种间充化合物,是由于氮原子填隙似的融进过渡金属的晶格中形成的,它们倾向于形成组成可在一定范围内变动的非计量间隙化合物。其固态化学特征类似于纯金属,具有简单的晶体结构特征。其中的金属原子形成

年产220万吨蜡油加氢装置工艺管道工程施工组织设计方案

年产220万吨蜡油加氢装置工艺管道施工方案

目录 一、编制依据 (3) 二、工程概况 (3) 2.1工程概况 (3) 2.2主要实物量 (3) 三、施工部署 (5) 3.1劳动力计划 (5) 3.2工机具计划 (5) 四、施工工艺流程 (6) 五、管道、管件及阀门检验 (6) 5.1一般规定 (6) 5.2管子检验 (6) 5.3阀门检验 (7) 5.4其他管道组成件检验 (8) 六、配管材料的保管和发放 (8) 6.1材料保管 (8) 6.2材料的发放 (9) 6.3管道材料发放管理办法 (9) 6.4配管材料色标规定 (9) 6.5材料代用 (9) 七、管道加工 (10) 7.1管道等级划分 (10) 7.2施工准备 (10) 7.3管子切割 (10) 7.4弯管制作 (10) 7.5开孔 (11) 7.6坡口加工 (11) 7.7组对 (12) 八、管道焊接 (13) 8.1焊前准备 (13)

8.2焊材管理 (13) 8.3焊接方法 (14) 8.4焊接工艺参数 (14) 8.5焊接要求 (16) 8.6焊前预热 (18) 8.7焊后(稳定化)热处理 (19) 8.8焊缝标识 (20) 8.9质量检验 (21) 九、管道预制和安装 (22) 9.1管道预制 (22) 9.2管道安装 (23) 9.3与传动设备连接的管道安装 (25) 9.4阀门安装 (26) 9.5支吊架安装 (26) 9.6伴热管安装 (27) 十、管道防腐 (28) 10.1管道表面预处理 (28) 10.2管道防腐 (28) 10.3防腐层检查 (30) 十一、管道系统试验与系统吹扫 (30) 十二、质量保证体系组织机构、主要工序控制点 (30) 12.1项目部质量保证体系组织机构 (30) 12.2工艺管道安装工程主要工序控制点 (31) 十三、JHA工作危害分析 (32)

加氢催化剂的研究进展2详解

加氢催化剂的研究进展 化工12-4 金贞顺 06122533 摘要 综述石油工业中各类加氢催化剂的研究进展,包括汽、柴油加氢催化剂,加氢裂化、加氢异构催化剂, 重油加氢催化剂等。以及加氢过程的各种基本反应(如加氢脱氮、加氢脱硫、烯烃加氢和芳烃饱和等)的热力学研究、基本反应动力学及与催化剂组成及结构特征间的关系、活性组分与载体间的相互作用、反应物分子平均扩散半径与催化剂空间结构的匹配、结焦失活的机理及其抑制措施等。 关键词: 加氢催化剂结焦失活载体 引言 随着环保法规和清洁柴油标准的日益严格,清洁油品的生产将是全球需要解决的重要问题。现有炼油工艺不断改进,创新并开发出一些先进技术以满足生产清洁柴油的需求。加氢裂化技术具有原料适应性强、产品方案灵活、液体产品收率高、产品质量好等诸多优点,催化剂则是加氢裂化技术的核心。重油加氢裂化分散型催化剂主要分为3大类:固体粉末添加剂、有机金属化合物及无机化合物。本文分别对加氢催化剂及载体的研究进展进行简要介绍。 1、汽柴油加氢催化剂研究进展 随着原油的劣质化和环保法规的日益严格,我国在清洁柴油生产方面面临着十分严峻的局面,所以迫切需要研制具有高效加氢精制的催化剂来满足油品深度加氢处理的要求[1-3]。日益提高的环境保护要求促进了柴油标准的不断升级。文中综述了国外炼油企业在柴油加氢催化剂方面的技术进展。 刘笑等综述了国内外有关FCC汽油中硫的存在形态、加氢脱硫反应原理及其催化剂的研究进展。一般认为,FC C汽油中的硫化物形态主要为嚷吩类化合物,且主要集中在重馏分中,汽油的加氢脱硫反应原理的研究也都集中在嚷吩

的加氢脱硫反应上。传统的HDS催化剂由于烯烃饱和率过高不适于FCC汽油的加氢脱硫,可通过改变催化剂的酸性来调整其HDS/HYD选择性。发展高活性、高选择性的催化剂仍是现今研究的热点,同时还应足够重视硫醇的二次生成而影响脱硫深度的问题。 赵西明综述了裂解汽油一段加氢把基催化剂的研究进展。提出在裂解原料劣化的形势下,把基催化剂的研究重点是制备和选择孔容较大、孔分布合理、酸性弱、比表面积适中的载体,并添加助催化剂。从控制拟薄水铝石的制备过程和后处理方法以及添加扩孔剂等角度出发,评述了近年来大、中孔容Alt及其前驱物拟薄水铝石的制备方法。任志鹏等[4]介绍了裂解汽油一段选择加氢催化剂的工业应用现状及发展趋势,综述了新型裂解汽油一段选择加氢Ni系催化剂的研究进展。提出在贵金属价格上涨和裂解原料劣化的形势下,Ni系催化剂是未来裂解汽油一段加氢催化剂的重点发展方向。而Ni系催化剂的研究重点是制备和选择比表面积适中、酸性低、孔体积大、孔分布合理的载体,选择合适的Ni盐前体及浸渍方法,添加第二种金属助剂以及开展硫化和再生方法的研究。 孙利民等介绍了镍基裂解汽油一段加氢催化剂的工业应用状况及研究进展,指出了提高裂解汽油一段镍基催化剂加氢性能的途径及该领域最新发展趋势。文献[5-6]介绍了柴油加氢精制催化剂的研究进展,近年来,随着柴油需求量增加、原油劣化程度加深和环保要求的日益严格,满足特定需求的超低硫柴油仍存在很大挑战,柴油加氢精制催化剂的研制和开发取得较大进展。介绍了载体、活性组分、助剂和制备方法(液相浸渍法、沉淀法和溶胶一凝胶法)等因素对催化剂活性的影响,结果表明,溶胶一凝胶法较其它方法有较优的一面。具体探讨了溶胶一凝胶法的制备条件对催化剂活性的影响,也为设计、开发高活性加氢精制催化剂积累了经验。 马金丽等介绍了柴油加氢脱硫催化剂研究进展。降低柴油中硫含量对于减少汽车尾气排放从而保护环境具有十分重要的意义。介绍了加氢脱硫催化剂的研究进展。张坤等介绍了中国石化抚顺石油化工研究院开发的最大柴油十六烷值改进技术(MCI)、和中国石化石油化工科学研究院研发的提高柴油十六烷值和

蜡油加氢装置简介备课讲稿

蜡油加氢装置简介

100万吨/年蜡油加氢装置装置简介 中国石化股份有限公司 上海高桥分公司炼油事业部 2007年3月

编制:何文全审核:严俊校对:周新娣

目录 第一章工艺简介 (1) 一、概述 (1) 二、装置概况及特点 (1) 三、原材料及产品性质 (2) 四、生产工序 (4) 五、装置的生产原理 (5) 六、工艺流程说明 (5) 七、加工方案 (6) 八、自动控制部分 (10) 九、装置内外关系 (11) 第二章设备简介 (14) 一、加热炉 (14) 二、氢压机 (14) 三、非定型设备 (14) 四、设备一览表 (16) 五、设备简图 (21)

第一章工艺简介 一、概述 中国石化股份有限公司上海高桥分公司炼油事业部是具有五十多年历史的加工低硫石蜡基中质原油的燃料——润滑油型炼油企业,根据中国石化股份有限公司原油油种变化和适应市场发展的需求,上海高桥分公司到2007年以后除了加工大庆原油、海洋原油等低硫原油外,将主要加工含硫2.0%左右的含硫含酸进口原油。由于常减压生产的减压蜡油和延迟焦化装置生产的焦化蜡油中含有较多的不饱和烃及硫、氮等有害的非烃化合物,这些产品无法达到催化裂化装置的要求。为了使二次加工的蜡油达到催化裂化装置的要求,必须对焦化蜡油和减压蜡油进行加氢精制,因此上海高桥分公司炼油事业部进行原油适应性改造时,将原100万吨/年柴油加氢精制装置改造为100万吨/年蜡油加氢装置。本装置的建设主要是为了催化裂化装置降低原料的硫含量和酸度服务。本装置由中国石化集团上海工程有限公司设计,基础设计于2005年6月份完成,2005年8月份进行了基础设计审查,工程建设总投资2638.73万元,其中工程费用2448.74万元。2006年7月降蜡油含硫量由原设计2.44%提高至3.28%,工程建设总概算增加820.8万元。 二、装置概况及特点 1.装置规模及组成 蜡油加氢精制装置技术改造原料处理能力为100万吨/年,年开工时数8400小时。本装置为连续生产过程。主要产品为蜡油、柴油、汽油。 本装置由反应部分、循环氢脱硫部分、氢压机部分(包括新氢压缩机、循氢压缩机)、加热炉部分及公用工程部分等组成。 2.生产方案 混合原料经过滤后进入缓冲罐,用泵升压,经换热、混氢,再经换热进入加热炉,加热至350℃后进反应器进行加氢,反应产物经换热后进热高分进行气液分离,气相进一步冷却,进冷高分进行气液分离,气相进新增的循环氢脱硫塔脱硫后作为循环氢与新氢混合,组成混合氢循环使用;液相减压后至热低分,热低分的液相至催化裂化装置。热低分气相经冷凝冷却至冷低分,冷低分的液相至汽柴油加氢装置。 3.装置平面布置 在总体布置,节约用地的基础上,根据生产流程、防火、防爆、安全、卫生、环境保护、施工、检修等要求,结合场地自然条件,紧凑、合理地布置。力求工艺流程合理,物

蜡油加氢装置简介分解

100万吨/年蜡油加氢装置装置简介 中国石化股份有限公司 上海高桥分公司炼油事业部 2007年3月

编制:何文全审核:严俊校对:周新娣

目录 第一章工艺简介 (1) 一、概述 (1) 二、装置概况及特点 (1) 三、原材料及产品性质 (2) 四、生产工序 (4) 五、装置的生产原理 (5) 六、工艺流程说明 (5) 七、加工方案 (6) 八、自动控制部分 (10) 九、装置内外关系 (11) 第二章设备简介 (13) 一、加热炉 (13) 二、氢压机 (13) 三、非定型设备 (13) 四、设备一览表 (15) 五、设备简图 (20)

第一章工艺简介 一、概述 中国石化股份有限公司上海高桥分公司炼油事业部是具有五十多年历史的加工低硫石蜡基中质原油的燃料——润滑油型炼油企业,根据中国石化股份有限公司原油油种变化和适应市场发展的需求,上海高桥分公司到2007年以后除了加工大庆原油、海洋原油等低硫原油外,将主要加工含硫2.0%左右的含硫含酸进口原油。由于常减压生产的减压蜡油和延迟焦化装置生产的焦化蜡油中含有较多的不饱和烃及硫、氮等有害的非烃化合物,这些产品无法达到催化裂化装置的要求。为了使二次加工的蜡油达到催化裂化装置的要求,必须对焦化蜡油和减压蜡油进行加氢精制,因此上海高桥分公司炼油事业部进行原油适应性改造时,将原100万吨/年柴油加氢精制装置改造为100万吨/年蜡油加氢装置。本装置的建设主要是为了催化裂化装置降低原料的硫含量和酸度服务。本装置由中国石化集团上海工程有限公司设计,基础设计于2005年6月份完成,2005年8月份进行了基础设计审查,工程建设总投资2638.73万元,其中工程费用2448.74万元。2006年7月降蜡油含硫量由原设计2.44%提高至3.28%,工程建设总概算增加820.8万元。 二、装置概况及特点 1.装置规模及组成 蜡油加氢精制装置技术改造原料处理能力为100万吨/年,年开工时数8400小时。本装置为连续生产过程。主要产品为蜡油、柴油、汽油。 本装置由反应部分、循环氢脱硫部分、氢压机部分(包括新氢压缩机、循氢压缩机)、加热炉部分及公用工程部分等组成。 2.生产方案 混合原料经过滤后进入缓冲罐,用泵升压,经换热、混氢,再经换热进入加热炉,加热至350℃后进反应器进行加氢,反应产物经换热后进热高分进行气液分离,气相进一步冷却,进冷高分进行气液分离,气相进新增的循环氢脱硫塔脱硫后作为循环氢与新氢混合,组成混合氢循环使用;液相减压后至热低分,热低分的液相至催化裂化装置。热低分气相经冷凝冷却至冷低分,冷低分的液相至汽柴油加氢装置。 3.装置平面布置

煤焦油加氢催化剂的研究进展_雷振

Jan.2014现代化工 第34卷第1期Modern Chemical Industry 2014年1月 煤焦油加氢催化剂的研究进展 雷 振1,胡冬妮2,潘海涛3,陆江银 1*(1.新疆大学石油天然气精细化学品教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046; 2.中国石油新疆培训中心,新疆乌鲁木齐830046; 3.中国神华煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司,新疆乌鲁木齐830049) 摘要:介绍了煤焦油的性质及特点,以及国内外煤焦油加工的现状。从加氢催化剂载体的角度,阐述了传统γ-Al 2O 3、改性 γ-Al 2O 3、多孔材料的特征以及它们在加氢催化反应中的应用。最终结合煤焦油催化加氢特点,展望了介-微孔复合材料作为催化剂载体的优势所在一具有适当的孔径、比表面积及酸性。 关键词:煤焦油;加氢催化剂;载体中图分类号:TE621文献标志码:A 文章编号:0253-4320(2014)01-0030-04 Research progress of coal tar catalytic hydrogenation LEI Zhen 1,HU Dong-ni 2,PAN Hai-tao 3,LU Jiang-yin 1* (1.Key Lab of Oil &Gas Fine Chemicals ,Ministry of Education ,Xinjiang University ,Urumqi 830046,China ; 2.Xin Jiang Training Centre of CNPC ,Urumqi 830046,China ;3.Shenhua Xinjiang Coal Chemical Co.,Ltd.,Urumqi 830049,China )Abstract :The properties and characteristics of coal tar and the present situation of coal tar processing are introduced in this paper.The characteristics of traditional γ-Al 2O 3, modified γ-Al 2O 3,porous materials and their application in catalytic reactions are elaborated from the perspective of the carrier of hydrogenation catalyst.Finally ,combining with the characteristics of catalytic hydrogenation of coal tar ,the advantages of meso-micro pore composite materials as carrier of the catalyst ,having proper pore diameter ,specific surface area and acidity ,are prospected. Key words :coal tar ;hydrogenation catalysts ;supporter 收稿日期:2013-08-05;修回日期:2013-11-12基金项目:国家自然科学基金项目(21163019) 作者简介:雷振(1987-), 男,硕士生;陆江银(1964-),男,教授,从事石油天然气加工及多相催化的研究,通讯联系人,jiangyinlu6410@163.com 。 目前中国能源的基本情况是“缺油、少气、富煤”,石油燃料油品的消费量逐年增加。据国家统 计局2011年的数据[1] 显示, 国内石油消费量2011年达到4.56亿t 。石油进口依存度由2010年的58.7%提高到59.8%,成品油净进口量比2010年增长48.1%,柴油呈现净进口。在这样一个严峻的能源格局下,寻找新途径发展新能源成为解决能源短缺及单一性的重要举措。而我国是煤炭大国,发展煤化工工业,利用低温煤焦油和发展中高温煤焦油深加工燃料产品,具有非常重要的战略和现实意义。 煤焦油加氢轻质化包括加氢裂化和加氢精制,即对煤焦油加氢脱金属、脱硫和脱氮,加氢饱和,最终实现轻质化达到国家燃料油环保要求。加氢催化剂在加氢轻质化中扮演着重要的角色,高性能加氢催化剂的开发显得尤为重要,而新型材料的研究开发则是加氢催化剂性能提升的基础。本文中通过对近几年煤焦油加氢轻质化的研究以及加氢催化剂的发展做一综述,为煤焦油轻质化的更高效利用提供 一定的理论方向。 1我国煤焦油的性质及特点 煤焦油是煤干馏过程中得到的黑褐色黏稠产 物,主要含有苯、甲苯、二甲苯等芳烃,以及芳香族含氧化合物(如苯酚等酚类化合物)、含氮和含硫的杂环化合物等很多有机物。按焦化温度不同,可分为高温焦油(900 1000?)、中温焦油(600 1000?)和低温焦油(450 650?)。相比石油原料,其具有较高的C /H 比,还富含好多重金属、含氮 化合物以及胶质。表1[2] 显示了典型的中低温煤焦油性质及组分 [2] 。 表1 典型中低温煤焦油的性质及组成 项目 密度 (20?)/(kg ·m -3) 质量分数/% 残炭 酚 硫 氮 饱和烃 芳烃胶质+沥青质中低温煤焦油 980.0 4.01 5.30.330.7921.0 54.0 25.0 ·03·

不对称氢化

摘要:不对称催化反应作为一个手性增量过程已成为人工合成旋光性产物最有效的手段之一。其中不对称氢化反应发展较快,是研究得较多的一类反应。不对称催化具有容量大、产率高、反应速度快、产物分离相对容易、催化剂的手性易于通过改变配体来修饰等优点,使该领域成为国际化学家研究的热点。 关键字:不对称氢化、钌、酮、β-酮酸酯。 随着科学技术的发展和人类生活质量的提高,人类对生命的重视和对药物的要求亦越来越高。近30年来,特别是最近10年来手性药物的合成已经成为世界各国十分重视的一个领域。20世纪60年代欧洲曾出现过以外消旋体形式出售的药物“反应停”造成的悲剧,因为其R构型异构体是一种镇静剂,而构型异构体却会导致胎儿的畸型,当外消旋的反应停”作为药物用来治疗妊娠反应时,导致了数以千计的胎儿畸型。为了不使这类悲剧重演,1992年美国食品和药物管理局(FDA)公布了一系列准则以指导这类药物的开发,规定对外消旋药物,必须对其进行拆分并证明其无毒副作用。欧共体也有类似的规定。 最新统计结果表明,1999年世界药品销售总额约3600亿美元,其中手性药物约1177亿美元,占药品总额的32.7%;2000年世界药品销售总额约3900 亿美元,其中手性药物约1325亿美元,比1999年约增加13.9%;预计到2005年手性药物的销售总额将达到约1718亿美元。北美、日本和欧共体都将在今后几年里上市一大批单一对映体的手性药物。所以,获得光学纯物质,已经成为当代化学家所面临的最具挑战性的任务之一。 长期以来,人们只能从天然产物中提取单一对映体药物,或用生物酶催化方法合成。如用一般的化学方法合成得到的是外消旋体,还需经过繁琐的化学拆分。不对称合成开辟了从非手性物质人工合成手性产物的新途径,而在众多的不对称合成反应中,在手性药物工业制备中最有发展前途的是不对称催化法。它具有手性增殖、高立体选择性和经济性等优点。 不对称催化反应体系包括均相不对称催化和多相不对称催化体系。近年来研究得较多的不对称催化反应包括不对称催化氢化、不对称催化环氧化、不对称催化氢甲酰化等。均相不对称催化体系自从20世纪60年代Knowels发现了手性铑一膦配体的不对称催化氢化反应以来,Noyori又成功地合成了BINAP等手性配体,并将其用于不对称催化氢化反应,得到了很好的光学选择

加氢脱硫催化剂的研究进展

文献总结 1前言 随着我国经济的持续快速发展、城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高,我国各种油品的需求量与日俱增。柴油是石油炼制的大宗产品之一,广泛用作柴油车、铁路内燃机车、船舶、大型发动机组等的燃料。近年来随着柴油发动机技术的发展,特别是电喷技术的应用,使得世界各国对柴油的需求量越来越大。我国现生产的柴油品种分为轻柴油、重柴油及专用柴油,其中轻柴油约占柴油总产量的98%。表1列出了近几年我国原油和成品油的消费状况[1]。从表中可以看到,2005年我国原油消费299.86 Mt,相比2000年增长了34.9%,年均增长率为6.2%。成品油的消费比原油增长更为迅速,2005年我国汽、柴油的表观消费量预2000年相比分别增长了31.6%和55.6%,年均增长率为5.6%和9.2%,柴油增长速度大于汽油。 表1 近年来我国原油、成品油消费状况一览表Mt 年份原油汽油柴油煤油 2000 222.32 36.80 70.50 9.13 2001 217.64 35.48 74.07 8.24 2002 231.07 37.23 76.21 8.71 2003 252.32 40.16 83.74 8.64 2004 291.83 47.09 103.73 10.62 2005 299.86 48.42 109.68 10.49 另外,随着我国自产原油的日益重质化、劣质化以及进口的含硫和高硫原油逐年增加,优质油品越来越少。目前世界上含硫原油(硫含量为0.5%~2.0%)和高硫原油(硫含量2.0%以上)的产量已占世界原油总产量的75%以上,其中硫含量在1%以上的原油超过世界原油总产量的55%,硫含量2%以上的原油也占30%以上。目前全球炼油厂加工的原油平均相对密度是0.8514,平均硫含量是0.9%,2000年后,平均相对密度将上升到0.8633,硫含量将上升到1.6%。此外,原油中重金属铁、钒、镍的含量也有上升趋势[2]。这都导致所生产的柴油中硫、氮、氧等杂质含量过高,产品质量差。 另一方面,随着环境的日益恶化,人们环保意识的不断增强,政府立法对排放在大气中的尾气标准也越来越苛刻,对石油产品的质量标准的要求也越来越高,即允许的S、N含量越来越低。美国车用柴油标准已进入超清洁阶段,加拿大和墨西哥进入清洁阶段(见表2)。美国车用柴油硫含量要求小于15ppm;加拿大要求部分小于15ppm,部分小于500ppm;墨西哥要求小于300ppm。美国车

用固体碱催化Michael加成反应的研究

收稿日期:2002212213;修回日期:2003205215 基金项目:江西省自然科学基金资助项目(9920009) 文章编号:100421656(2003)0620847202 用固体碱催化Michael 加成反应的研究 徐景士,王红明,陈慧宗 (江西师范大学化学学院,江西南昌 330027) 关键词:固体碱;催化;M ichael 反应中图分类号:O62117 文献标识码:A 用固体碱催化Michael 加成反应已有报道[1]。 本文报道用K 2O/γ2Al 2O 3和用微波法制备的K F/ γ2Al 2O 3、MgO/γ2Al 2O 3、MgO/NaY 作为催化剂催化 某些Michael 反应。产物的编号如下: CH 3 C O CH CH CH 3 CH 2 CHO C O OC 2H 5 CH 3 C O CH CH CH 2 CN C O OC 2H 5 CH 2CH 2 CN CH 2CN A B C 1 实验部分 将所用γ2Al 2O 3、NaY 分子筛分别研磨并过(100目)筛,与干燥的MgO 、K F 按一定比例混合研磨混合均匀,分别置于微波炉中加热20min 。一定量的K NO 3与上述粉末混合研磨均匀,置于马弗炉中在737K 焙烧3h 。 100ml 的三颈烧瓶中加入8ml 无水乙醇和1g 催化剂,按等物质的量加入两种反应物,反应温度80℃,一定时刻取样用气相色谱分析(FI D 检测,归一法定量)。 产物B 的分离:反应一定时间后,过滤,取滤液在常压下蒸干2/3的溶液后在余液中加入足量水,有大量晶体析出,静置过夜,过滤,晶体用无水乙醇重结晶。产物归属如下: A :(N o.11708)黄色固体,m.p.93~95℃,IR (K Br )ν:296014,293118,287511(C 2H ),173213,170914,168014(C =O ),145517,133712(C 2H ). B :(N o.11076)白色晶体,m.p.106~108℃,IR (K Br )ν:299014,296313,283512( C 2H ),225011(C ≡N ),173713,170515(C =O ),146412,145114(CH 3),137016(CH 3). C :(N o.5187)无色液体,IR (K Br )ν:297814,293518,287715(C 2H ),225117(C ≡N ),144613,137917(C 2H ). 2 结果与讨论 211 Michael 催化反应 表1为K 2O/γ2Al 2O 3、K F/γ2Al 2O 3和MgO/γ2Al 2O 3催化Michael 反应的结果,产率均达85%以上,特别是乙酰乙酸乙酯与巴豆醛反应生成产物(A ),产率高达96%。并且能使在一般的碱性催化剂催化下不能发生Michael 反应的乙腈能与α,β2不饱和腈发生加成反应,产率,均可达85%以上,乙腈和丙烯腈的反应产率达89%。 表1 K 2O/γ 2Al 2O 3、K F/γ2Al 2O 3和MgO/γ2Al 2O 3催化M ichael 反应的结果 T able 1 Several M ichael reactions catalyzed by K 2O/γ2Al 2O 3、K F/γ2Al 2O 3and MgO/γ2Al 2O 3 Reactants Catalyst React time/h Product Y ield/%A +D K 2O/γ2Al 2O 312E 96A +C K 2O/γ2Al 2O 312F 85B +C K 2O/γ2Al 2O 312G 89A +D K F/γ2Al 2O 312E 82A +C K F/γ2Al 2O 312F 72B +C K F/γ2Al 2O 312G 79A +D M gO/γ2Al 2O 312E 89 A +C M gO/γ2Al 2O 324— —B +C M gO/γ2Al 2O 3 24 —— Reaction tem perature :80℃ 表1显示了MgO/γ2Al 2O 3对乙酰乙酸乙酯与 第15卷第6期2003年12月 化学研究与应用Chemical Research and Application V ol.15,N o.6 Dec.,2003

蒽醌法生产过氧化氢用加氢催化剂的研究进展

2018年2月 贵 金 属 Feb. 2018 第39卷第1期 Precious Metals V ol.39, No.1 收稿日期:2017-07-15 基金项目:国家自然科学基金(21763014)。 第一作者:张孟旭,男,硕士研究生,研究方向:负载型贵金属催化剂开发与应用。E-mail :961070032@https://www.doczj.com/doc/304213596.html, *通讯作者:戴云生,男,博士,副研究员,研究方向:贵金属催化剂开发与应用。E-mail :daiysh@https://www.doczj.com/doc/304213596.html, 蒽醌法生产过氧化氢用加氢催化剂的研究进展 张孟旭,戴云生*,谢继阳,安霓虹,唐 春,沈亚峰,周 伟 (贵研铂业股份有限公司 稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,贵研工业催化剂(云南)有限公司,昆明 650106) 摘 要:从载体的改性,包括载体的预处理、制备过程中加入特定元素;以及催化剂的制备,包括 活性金属负载方法、浸渍过程中添加助剂等方面,综述了蒽醌法生产过氧化氢所采用的固定床和流 化床两种工艺使用的加氢催化剂的研究进展。分析认为,对于普遍使用的钯载体催化剂,助剂对载 体的改性和催化剂的制备优化具有显著的效果。固定床工艺近期仍将是国内双氧水生产的主要方 式,加强助剂添加和活性金属替代钯的研究具有重要的意义。引进流化床工艺取代固定床工艺,增 加单套装置产能是未来国内双氧水生产发展趋势,需加强催化剂的研究开发。 关键词:催化化学;过氧化氢;蒽醌法;固定床;流化床;钯 中图分类号:O643.36,TQ123.6 文献标识码:A 文章编号:1004-0676(2018)01-0068-11 Review on Hydrogenation Catalyst for Anthraquinone Route in Hydrogen Peroxide Production ZHANG Mengxu, DAI Yunsheng *, XIE Jiyang, AN Nihong, TANG Chun, SHEN Yafeng, ZHOU Wei (State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Platinum Metals, Sino-Platinum Metals Co. Ltd., Sino-Platinum Industrial Catalyst (Yunnan) Co. Ltd., Kunming 650106, China) Abstract: Review on hydrogenation catalyst for anthraquinone route in hydrogen peroxide production in both fixed bed and fluidized bed processes, including the pretreatment and modification of catalyst carriers, the additives during the preparation, the preparation processes, the active metal loading methods and the additives during impregnation, etc. The results show that the additives have a significant effect on the modification of supports and the optimization of palladium-supported catalyst preparations. Fixed bed process will continue to be the main method for hydrogen peroxide production in the near future. It is of great significance to strengthen the research on the additives and the substitution of active metal palladium. Replacing fixed bed with fluidized bed process is the future trend for hydrogen peroxide production in that it can increase the production capacity of a single unit. It is necessary to strengthen the research and development of catalysts. Key words: catalytic chemistry; hydrogen peroxide; anthraquinone route; fixed bed; fluidized bed; Pd 过氧化氢(H 2O 2)是一种重要的无机过氧化物,具有氧化性、漂白性和使用过程绿色环保等特点,被广泛应用于纸张漂白、化工合成、污水处理、医疗、冶金、军工、食品加工等领域。随着环保法规的日益严格,过氧化氢直接氧化法(HPPO 法)生产环氧丙烷、绿色己内酰胺等产品产能增加,过氧化氢用量逐年增加。过氧化氢的生产方法有蒽醌法、电 解法、异丙醇氧化法,无机反应法、氢氧直接合成法等。其中,蒽醌法是目前国内外生产过氧化氢的主流方法[1-2]。 蒽醌法是以蒽醌为原料,在催化剂条件下加氢生成氢蒽醌,再通氧气或空气氧化还原得到蒽醌并

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