第10卷第2期 2010年4月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
溶剂对间二硝基苯催化加氢制间苯二胺反应过程的影响
张新波"，许莉勇，衰俊峰"，项益智1
ol.10 No.2 Apr.2010
(1.浙江工业大学工业催化研究所，绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地，浙江杭州310032：2.浙江医药高等专科学校，新江宁波315000)
摘要：研究了溶剂苯和乙醇对间二硝基苯加氢制闻苯二胺的反应过程的影响。结果表明，中间产物在溶剂中的溶解度对反应选择性有重要影响，间亚硝基硝基苯在苯中含量远小于乙醇.2MPa下，随反应溢度从50C升至90C，反应时间苯溶剂中从350min减少至75min，乙醇溶剂中从120min减少至35min.80C下，随氢压从0.4MPa升至2.8MPa 反应时间苯溶剂中从250min减少至85min，乙醇中从70min减少至40min。有机物和氢气在溶剂中的溶解度及由溶
剂效应引起的催化剂表面的吸脱附行为对反应速率有较大影响关键词：溶剂：间二硝基苯；反应过程；催化加氢；相分离
中图分类号：0643 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)02-0304-05
多相催化加氢反应中发现，对结构相似的溶剂，氢在落剂中的溶解度对反应有重要影响.Fajt等I]也认为氢在
有机溶剂良好的溶解性对提高气-液-固三相催化反应过程的效率十分重要，在有机化工生产中有广泛应用。然而溶解性较好的溶剂反应结束后需通过蒸馏分离产物与溶剂，过程能耗高。因此，选择合适的溶剂，通过简单的相分离技术实现产物与溶剂分离，降低分离过程能耗，是一项重要的生产过程节能技术(].Jessop等[2] 提出了智能化溶剂的概念，即通过向落剂中通入CO 或N2改变溶剂极性，用相分离方法即可方便地将产物从溶剂中分离出来.Xiang等(3.4)利用苯酚在不同温度下溶解度的显著差异，提出了温控型水-有机两相催化加氢体系，实现在水相中苯酚催化加氢制备环已酮，并利用相分离技术分离产物与溶剂水
间苯二胺(m-Phenylenediamine)是一种重要的有机化工原料，广泛用于染料、环氧树脂固化剂等，其生产方法主要有间二硝基苯铁粉还原法和催化加氢法.催化加氨法具有产物收率高、产品质量好和环境友好等优点，已有广泛研究．目前对间二硝基苯(m-Dinitrobenzene) 催化加氢制间苯二胺的研究主要集中在催化剂制备和条件优化方面[5-9，溶剂通常选用对反应物和产物均有较好溶解性的甲醇或乙醇，得到的产物需要通过精馏与溶剂分离。反应中反应物在苯中有较好的溶解性而产物微溶于苯，反应结束后可通过简单的相分离实现产物与溶剂分离和溶剂的循环使用.然而在多相催化加氢反应中，溶剂对反应速率和选择性有较大影响，Telkar等[5] 以甲醇、乙醇及正已烷为溶剂，认为间二硝基苯催化加氢活性次序与氢溶解度和溶剂极性有关，间苯二胺的选择性随溶剂极性增加而增加.Rautanen等[10)在研究甲苯
溶剂中的溶解度会影响多相催化加氢速率，项益智等14 认为，溶剂会影响苯酚催化加氢反应中氢气在催化剂表面的吸附，因此研究溶剂对间二硝基苯加氢的影响机理，对多相催化加氢反应的落剂选择具有重要意义，
本工作以Pd/C为催化剂，研究了苯(非极性，反应物溶、产物微溶)和乙醇(极性，反应物和产物均溶)这两种不同溶剂对反应历程的影响，探讨了溶剂对反应速率和选择性的影响机理，考察了溶剂苯的循环对反应速率和选择性的影响。
2实验 2.1材料与试剂
氯化钯(分析纯，贵研铂业股份有限公司)，活性炭(深圳万邦环保材料有限公司)，间二硝基苯(化学纯，上海化学试剂采购供应五联化工厂)，水合(>85.5%，国
药集团化学试剂有限公司) 2.2实验装置与分析仪器
实验装置见图1，反应体系由气体钢瓶(氢气和氢气)、压力控制系统(减压阀)、反应釜组成
分析仪器：Agilent-6890GC-5973MS气质联用仪(美国安捷伦科技有限公司)，GC2014气相色谱[日本岛津
国际贸易(上海)有限公司) 2.3实验方法
2.3.1催化剂的制备
Pd/C催化剂：将椰壳活性炭在温度60~90℃下配制成浆液，分别按5%和2%()的Pd负载量缓慢滴加 H,PdCL溶液，充分搅拌均匀，再用10%NaOH溶液调
收稿日期：2009-11-25，修回日期：20100128
作者简介：张新波(1973-)，女，新江省余姚市人，博士研究生，副教授，工业催化专业，Tel:0574-88223275,E-mail:zhangxb@mailzjpe.net.cn
万方数据