催化加氢制备甲基六氢苯酐的工艺及固定床反应器

技术领域

本发明属于化工反应器技术领域，尤其涉及一种催化加氢制备甲基六氢苯酐的工艺及固定床反应器。

背景技术

目前工业上用于催化加氢生产甲基六氢苯酐的催化剂主要以雷尼镍为主，雷尼镍催化剂本身存在许多不足（机械强度低、易粉末化流失）。并且，国内甲基六氢苯酐的生产工艺主要以间歇式反应釜为主，该生产工艺通常将甲基四氢苯酐与一定量的雷尼镍催化剂混合，在80~120℃，2.00~6.00MPa，经过12~16小时完成加氢反应，静止分离，催化剂循环套用，并加入新鲜催化剂补充分离过程中流失掉的催化剂，分离后得到粗产品进一步蒸馏得到工业应用甲基六氢苯酐；或者在加氢反应中使用贵金属催化剂，通常是将Pt、Pd等贵金属负载于活性炭、三氧化二铝、分子筛等载体上，以一定比例催化剂量和反应原料混合，在80~120℃，2.00~6.00MPa，经过6~16小时完成加氢反应，静止分离，催化剂循环套用。也可采用二步加氢法，第一步以Ni基催化剂为加氢催化剂，以一定比例催化剂量与原料混合，在80~120℃，2.00~2.50MPa，经过4~8小时，加氢反应到饱和度60~80%时，停止加氢，静止分离，催化剂循环套用，未完成加氢的料液进行第二加氢反应，第二步加氢以Pt或Pd系为加氢催化剂，Pt或Pd通常以负载于惰性载体如活性碳，以一定比例催化剂量，在80~120℃，2.00~3.00MPa，经过2~6小时完成加氢反应，静止分离，催化剂循环套用。

综上所述，目前国内催化加氢生产甲基六氢苯酐的工艺均为间歇式生产工艺，大量的研究都是针对间歇操作如何提高产品质量问题进行的。然而，对于降低消耗来说，间歇式生产工艺的本身存在不足。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种催化加氢制备甲基六氢苯酐的工艺，旨在解决在现有的催化加氢制备甲基六氢苯酐的生产工艺，不能降低原料消耗的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种催化加氢制备甲基六氢苯酐的工艺，包括以下步骤：

S1、采用Al

S2、在固定床反应器中加入氢气和甲基四氢苯酐，反应得混合液；

S3、将混合液经过减压精馏，得到纯化后的甲基六氢苯酐。

可选地，在固定床反应器中加入氢气和甲基四氢苯酐，反应得混合液的步骤中，反应温度为80～120℃。

可选地，在固定床反应器中加入氢气和甲基四氢苯酐，反应得混合液的步骤中，反应在3.0～5.0 MPa压力环境下进行。

可选地，氢气和甲基四氢苯酐的体积比为（2500~3500）∶1。

可选地，采用Al

本发明还提出了一种催化加氢制备甲基六氢苯酐的固定床反应器，其包括：

壳体，设有原料入口和产物出口；

布油装置，设在所述壳体内且连接所述原料入口，所述布油装置上设有若干个振动单元，用于将甲基四氢苯酐打散；以及，

催化剂床层，包括呈柱状的表层，所述表层内设有Pd-Ni/Al

可选地，所述原料入口包括多个氢气入口和甲基四氢苯酐入口，各所述氢气入口分别开设在所述壳体的上侧、中侧以及下侧。

可选地，所述催化剂床层包括上表层、下表层以及若干个竖直设置的中心柱层，各所述中心柱层设在所述上表层和下表层之间，并连通所述上表层和下表层。

可选地，各所述中心柱层之间设有循环通道，所述壳体对应所述循环通道处开设有散热介质入口和散热介质出口。

可选地，各所述振动单元分别对应各所述中心柱层分布。

可选地，所述布油装置包括多个连通所述原料入口且相互平行的管架，各所述管架设有多个开口，所述振动单元设在所述开口处。

本发明的技术方案中，通过将固定床反应器的壳体内设置布油装置，并在所述布油装置上设置多个振动单元，使得打散后的甲基四氢苯酐能够充分接触表层内的Pd-Ni/Al

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的催化加氢制备甲基六氢苯酐的固定床反应器一实施例的立体结构图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的截面图；

图4为图1中布油装置的仰视图；

图5为图4中管架的截面图；

图6为图3中催化剂床层的截面图；

图7为图3中循环通道内的板层的截面图；

图8为本发明提供的催化加氢制备甲基六氢苯酐的工艺一实施例的流程示意图。

标号说明：固定床反应器-100，壳体-1，氢气入口-11，甲基四氢苯酐入口-12，布油装置-2，管架-21，开口-211，振动单元-22，催化剂床层-3，上表层-31，下表层-32，中心柱层-33，循环通道-34，散热介质入口-35，散热介质出口-36，Pd-Ni/Al

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

国内甲基六氢苯酐的生产工艺主要以间歇式反应釜为主，并且无论是采用一步法或者两步法，均需要以一定比例催化剂量和反应原料混合，反应后再进行粗产品的分离；反应完成时，还需要大量氮气和氢气置换，存在进出料作业置换次数多、氢气损耗多、能耗高的缺点；并且，催化剂易中毒、难分离，易夹带进入蒸馏系统。

鉴于此，本发明提供一种催化加氢制备甲基六氢苯酐的工艺，结合图8提供的催化加氢制备甲基六氢苯酐的工艺的流程示意图，该工艺的具体步骤如下。

步骤S1、采用Al

在本实施例中，将配比好的钯和镍的盐溶液滴加到Al

步骤S2、在固定床反应器中加入氢气和甲基四氢苯酐，反应得混合液。

具体实施时，将氢气和甲基四氢苯酐分别通入所述固定床反应器中，其中，氢气分上、中、下三个位置通入反应器内进行内循环，使得反应布局更加均匀可控；加大氢气分压，使得所述固定床反应器内的压力在3.0～5.0 MPa。为提高反应温度，可将氢气和甲基四氢苯酐进行预热，在所述固定床反应器内部或外部设置加热器，以进行加热，使得所述固定床反应器内的反应温度维持在80～120℃。此外，根据制备的Pd-Ni/Al

步骤S3、将混合液经过减压精馏，得到纯化后的甲基六氢苯酐。

具体实施时，由于所述固定床反应器中可以连续加氢制备甲基六氢苯酐，因此，在制备得到粗产品后，直接通入精馏塔内进行分馏，得到纯化后的甲基六氢苯酐。

在本发明的技术方案中，采用了可连续化生产的固定床反应器，无需分离催化剂，减少了氢气置换和分离的步骤，降低了原料的消耗以及能耗，并且固化床反应器还能够降低催化剂的消耗量。

结合上述的催化加氢制备甲基六氢苯酐的工艺，本发明还提出了一种催化加氢制备甲基六氢苯酐的固定床反应器，图1-图6为本发明提供的固定床反应器的一实施例，请参阅图1-图6，所述固定床反应器100包括壳体1、布油装置2和催化剂床层3。

具体地，所述壳体1为圆柱状的反应釜，在所述壳体1上开设有原料入口和产物出口；所述布油装置2设在所述壳体1内且连接所述原料入口，所述布油装置2上设有若干个振动单元22，当甲基四氢苯酐通过所述布油装置2时，所述布油装置2上的振动单元22能够将甲基四氢苯酐打散；所述催化剂床层3包括呈柱状的表层，所述表层设在所述壳体1的中部，所述表层内设有Pd-Ni/Al

本发明的技术方案中，通过将固定床反应器100的壳体1内设置布油装置2，并在所述布油装置2上设置多个振动单元22，使得打散后的甲基四氢苯酐能够充分接触所述催化剂床层3的表层内的Pd-Ni/Al

请参阅图2和3，为使得所述Pd-Ni/Al

请参阅图2和3，由于加氢制备甲基六氢苯酐为放热反应，当反应进行在所述催化剂床层3的内部时，会使得局部温度快速升高，影响反应速率，且易发生副反应。为提升其内部散热效果，所述催化剂床层3包括上表层31、下表层32以及若干个竖直设置的中心柱层33，其内部均设有Pd-Ni/Al

进一步地，请参阅图3、6和7，各所述中心柱层33之间设有循环通道34，所述循环通道34开设在所述上表层31和下表层32之间，有多个板层隔开，使得散热介质能够形成多层循环，提升了散热效率，所述壳体1对应所述循环通道34处开设有散热介质入口35和散热介质出口36，该散热介质可选用氢气作为载热体，及时转移反应热，可以有效避免局部过热现象，减少副反应的发生；当然，该氢气经过循环后和随氢气入口11一并通入所述固定床反应器100内。

此外，各所述振动单元22分别对应各所述中心柱层33的位置进行分布，这样可使在上表层31未反应完的甲基四氢苯酐和反应生产的甲基六氢苯酐，能够快速集中的进入中心柱层33以及下表层32进行反应。

请参阅图4和5，所述布油装置2包括多个连通所述原料入口且相互平行的管架21，各所述管架21等距间隔开设有多个开口211，所述振动单元22设在所述开口211处。当原料液甲基四氢苯酐由所述甲基四氢苯酐入口12进入到所述管架21内时，甲基四氢苯酐分别流入各个分管，并在每个分管上的缝隙向下滴灌，在滴灌时经过所述振动单元22，由所述振动单元22进行快速打散，形成小颗粒的液雾，使得甲基四氢苯酐能够更均匀地落在所述催化剂床层3上，进而能够与氢气充分反应。其中，所述振动单元22为压电陶瓷，其形状为圆柱状，通过一固定杆安装在所述管架21的分管内；需要说明的是，压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料-压电效应，各振动单元22由电线串联，并电性连接至所述壳体1外部的电源和控制器（图中未示出）。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。