專利名稱：一種十氫萘的合成方法
技術領域：
本發明屬化學工程技術領域，具體涉及一種比較低的壓力和溫度條件下萘加氫制備十氫萘的合成方法。
背景技術：
萘加氫制備十氫萘的方法，早在七、八十年前已經有不少研究工作，例如J.Soc.Chem.Ind.，1927，46.454；Rec.trav.chim.，1934，53.821報道了萘加氫制備十氫萘的反應機理、工藝參數、各種催化劑的作用等。近年來仍然有比較多的研究報道，例如Huang，Ting-Chia；Kang，Ben-Chang.Ind.Eng.Chem.Res.，34(4)，1140-8 and 34(7)，2349-57，1995.；Rautanen，P.A.；Aittamaa，J.R.；Krause，A.O.I.；Chem.Eng.Sci.，56(4)，1247-1254，2001.等進行了萘加氫生成十氫萘的反應動力學研究；熊田文雄、平澤佳朗在2003年6月3日公開的日本專利JP160515A中報道了“萘兩步加氫反應制造十氫萘的方法”。其方法是萘第一步加氫生成四氫萘，將產物精餾分離之后，第二步由四氫萘(其中萘的質量濃度在0.5％以下)加氫生成十氫萘。
發明內容
1.發明目的萘一步加氫合成十氫萘是比較困難的，特別是在由四氫萘加氫合成十氫萘的過程需要高的氫氣壓力和更長的反應時間。本發明的目的是選擇溶劑和催化劑，在比較低的壓力和溫度下直接加氫合成十氫萘，在提高萘轉化率的同時，提高十氫萘的產率、減少副反應物的產生。
2.技術方案
本發明以萘為原料催化加氫制備十氫萘，在比較低的壓力和溫度條件下，在高壓攪拌反應釜中采用鎳系催化劑一步合成十氫萘。
(1)工藝流程流程說明將一定量的原料(萘及溶劑)和催化劑加入反應釜中并加熱至設定的溫度，在不同的氫氣壓力條件下進行反應，反應結束后，分析產物中順式、反式十氫萘的含量及比例，主要的副產物的形式和含量，測定萘的轉化率和十氫萘的產率。
(2)反應步驟在高壓攪拌反應釜中，以精萘為原料，篩選適宜的溶劑及其用量、反應物濃度，催化劑及其用量，試驗不同反應溫度、壓力、時間(液時體積空速LHSV)下，萘原料的轉化率和十氫萘的產率。
(3)反應條件壓力4～18MPa；溫度150～350℃；每釜時間5～10小時。
(4)主要原料精萘 GB6699-86(一級品) 含量≥99％氫氣 普氫含量≥99.5％鈷鉬鎳催化劑 CoMoNi/Al2O3鉑碳催化劑 Pt/C鉑鋁催化劑 Pt/Al2O3鎳鋁催化劑 Ni/Al2O3四氯化碳 分析 含量≥98％四氫萘工業一級 含量≥98％十氫萘工業一級 含量≥98％(5)主要儀器設備高壓加氫攪拌反應釜規格0.5L/25Mpa(316加厚型)一臺精餾裝置一套穩壓閥 規格20Mpa 二型(后穩) 一臺四型(前穩) 一臺可控硅電壓調整及溫控器 一套氣相色譜儀 型號SE-3420毛細管型號SE-30(100m×0.32mm×0.25μm)一根雙通道化學工作站一套(6)試驗結果本發明方法萘的轉化率達到98％以上，十氫萘的產率達98％，副反應物小于1％。表明，本發明工藝方法技術先進，運行穩定可靠。
溫度變化的影響試驗數據表明，溫度過低(例如180℃)，十氫萘的產率也低；而溫度過高(例如300℃)，副反應物就越多。試驗表明，采用低溫活性好的鎳鋁催化劑，反應溫度在200～220℃有利于十氫萘的合成。
壓力變化的影響試驗數據表明，在液時體積空速等其他條件近似或相同的情況下，壓力對十氫萘的產率提高有很大影響。但并不是說壓力越大，對十氫萘的合成越有利，壓力過大，反應速度過快，反應生成的副產物就會比較多；同時，提高壓力也將增加能耗。
液時體積空速的影響試驗數據表明，延長反應時間(降低液時體積空速)，十氫萘的產率穩步提升，有利于十氫萘反應的完成。而我們的目標則是選擇最佳條件，減少反應時間(提高液時體積空速)。
催化劑類型的影響試驗數據表明，比較鎳鋁催化劑和鉑鋁催化劑，由于鎳鋁催化劑低溫活性好，有利于降低反應溫度、減少副反應物的產生，縮短反應時間；同時，鎳鋁催化劑價格也便宜得多，更適合工業化采用。
具體實施例方式實施例1.
高壓攪拌反應釜中加入萘50克、四氫萘150克和鎳鋁催化劑(35％Ni/Al2O3-工業粒度)50克，反應溫度210℃、反應壓力10MPa的條件下，液時體積空速(LHSV)為0.67，萘的加氫反應轉化率達98％以上，十氫萘收率達98％；副反應物在1％以內，精餾后產品中的十氫萘含量達98％以上。
實施例2.
高壓攪拌反應釜中加入萘30克、四氫萘120克和鉑鋁催化劑(2.5％Pt/Al2O3-工業粒度)30克，反應溫度220℃、反應壓力11MPa的條件下，液時體積空速(LHSV)為0.5，萘的轉化率達98％以上，副反應物在1％左右。
對比例高壓攪拌反應釜中加入萘30克、四氫萘120克和鉑鋁催化劑(2.5％Pt/Al2O3-工業粒度)30克，反應溫度250℃、反應壓力12MPa的條件下，液時體積空速(LHSV)為0.41，萘的轉化率為93.12％，副反應物在2％左右。
權利要求
1.一種十氫萘的合成方法，其特征在于以萘為原料催化加氫制備十氫萘，在壓力為6～12Mpa、溫度180～220℃的條件下，在高壓攪拌反應釜中采用鎳系催化劑一步合成十氫萘。
2.一種如權利要求1所述的十氫萘的合成方法，其特征在于采用四氫萘作為固體原料萘的溶劑，二者的質量濃度分別為50～80％和20～50％。
3.一種如權利要求1所述的十氫萘的合成方法，其特征在于其液時體積空速(LHSV)為0.5-1.0。
全文摘要
本發明屬涉及以萘為原料催化加氫制備十氫萘，采用四氫萘作為固體原料萘的溶劑、采用鎳系催化劑在比較低的壓力和溫度下反應釜內一步合成十氫萘的工藝技術，其反應壓力為6～12MPa、反應溫度為180℃～220℃、液時體積空速(LHSV)為0.5～1.0，萘的轉化率達到98％以上，十氫萘的產率達98％，副反應物小于1％。試驗結果表明，本發明工藝技術先進，運行穩定可靠。
文檔編號C07C5/10GK1546442SQ20031010656
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月9日 優先權日2003年12月9日
發明者王祥云, 譚念華, 俞鐘敏, 孔凡敏 申請人:南化集團研究院