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响应面法优化柱撑型非晶态Ni-B合金催化硝基苯加氢合成苯胺的工艺研究

2021-09-03王燕华曾德明王浅朱胡振丹

化工技术与开发 2021年8期
关键词:催化剂

王燕华,曾德明,王浅朱,胡振丹

(广西安全工程职业技术学院安全工程系,广西 南宁 530100)

苯胺是一种非常重要的有机原料,广泛应用于聚氨酯、橡胶助剂、染颜料、医药和农药等领域[1-4]。硝基苯加氢是目前生产苯胺的主要方法,分为气相硝基苯加氢和液相硝基苯加氢,其中液相硝基苯加氢工艺因反应温度低、副产物少等特点,成为生产苯胺最常用的方法[5-6]。目前常用的催化剂是Ni系催化剂[7-9]和贵金属催化剂[10-12],但两者的生产成本相对较高。非晶态合金催化剂具有长程无序、短程有序、催化剂加氢性能好、生产简单等特点,受到众多研究者的关注[13-18]。但常规的非晶态合金催化剂因热稳定性较差,影响了其在工业生产中的应用。

为了改善非晶态合金催化剂的热稳定性,降低催化剂的生产成本,本文采用浸渍-化学还原法组装了柱撑型非晶态Ni-B合金催化剂,并在单因素实验的基础上,采用Box-Behnken实验设计和响应面法,优化了硝基苯液相加氢合成苯胺的反应工艺条件,确定了最佳的工艺参数,以期为硝基苯催化加氢合成苯胺提供一种新的合成工艺方案。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

NiCl2·6H2O、KBH4、NaOH、Al(NO3)3·9H2O、无水乙醇(均为分析纯),钠化膨润土。

恒温磁力加热搅拌微型高压反应釜。

1.2 催化剂的制备

1.2.1 柱撑膨润土的制备

在80℃水浴和600 r·min-1搅拌速度下,将一定浓度的NaOH溶液缓慢滴入0.5 mol·L-1的Al(NO3)3溶液中,通过改变NaOH溶液的加入量,调节溶液中氢氧根离子和铝离子的摩尔比n(OH-)/n(Al3+)。滴加完NaOH溶液,继续搅拌混合溶液4h后停止,50℃下恒温老化48h,所得澄清溶液即为聚羟基铝离子柱撑剂。……

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