文档介绍：第 29卷第 8期甘肃科技 Vol29 No8
2013年 4月 GansuScienceandTechnology Apr 2013
二硝基甲苯催化加氢研究进展
徐彦铎1,李晓明2
(,甘肃兰州 730050;,甘肃白银 730900)
摘要:介绍了二硝基甲苯加氢反应制备甲苯二胺的生产工艺,综述了其中加氢催化剂、反应器等关键技术的最新
研究成果。
关键词:甲苯二胺;二硝基甲苯;催化加氢;加氢反应器
中图分类号:TQ246
甲苯二胺(TDA)是制备甲苯二异氰酸酯(TDI) GNeri[6]认为 2,4-二硝基甲苯催化加氢的反
的中间体,而所述甲苯二异氰酸酯是制备聚氨酯的应机理如图 1所示。
以大规模生产的重要的初级产品[1,2]。随着聚氨酯
工业的不断发展,甲苯二胺的需求量迅速增长,与其
相应的催化剂、工艺开发、反应器也备受关注。
甲苯二胺合成工艺主要有[3]:二硝基甲苯铁粉
还原法、二硝基甲苯硫化碱还原法、二硝基甲苯电解
还原法、二硝基甲苯催化加氢法等。铁粉还原法将
二硝基甲苯还原成甲苯二胺的方法曾在工业上获得
广泛的应用,其优点是铁粉廉价,工艺简单。但此法
副产的氧化铁铁泥中含有芳伯胺,有环境污染问题,
已趋于淘汰。硫化碱还原法将二硝基甲苯还原成甲
苯二胺也是一种较为常见的生产工艺,反应比较温
和,但生产成本较高,并且废水处理比较麻烦。二硝
基甲苯电解还原法由于电解槽结构复杂,对材料要图 1 2,4-二硝基甲苯催化加氢的反应机理
[7]
求高,设备投资大,且耗电量大,我国尚未实现工业 HenkJJanssen 认为 2,4-二硝基甲苯催化
化,从而受到限制。催化加氢法以二硝基甲苯为原加氢的反应机理如图 2所示。
料,在催化剂的作用下加氢还原得到甲苯二胺,工艺
简单,产品质量高,环境污染小,发展前景较为广阔。
采用催化加氢的方法可以大幅度降低产品成
本,提高产品质量,增加收率,缩短反应时间和减少
三废污染,并且可以制备用其他还原方法不能得到
的化合物,因此受到人们的普遍重视[4]。综述了近
年来二硝基甲苯催化加氢催化剂、生产工艺、反应器
的研究进展。
催化加氢分为气相催化加氢和液相催化加氢。
气相催化加氢由于受原料沸点限制,应用范围较窄; 图 2 2,4-二硝基甲苯催化加氢的反应机理
相比之下,液相催化加氢以其环境友好,产品质量稳
定,工艺先进而受到人们重视[5]。因此,现工业上 2 二硝基甲苯加氢催化剂
普遍采用液相催化加氢法制备甲苯二胺。贵金属催化剂
[8]
MalyalaVRajashekharam等对 5%Pd/Al2O3
1 二硝基甲苯液相催化加氢反应机理催化二硝基甲苯加氢性能进行了研究,在高压釜式
第 8期徐彦铎等:二硝基甲苯催化加氢研究进展 29
反应器中,温度为 323~363K,4MPa的反应压力下, 吸附物种更易于在催化剂表面流动并参与反应。另
1,3-PDO的最高选择性达 98%以上。研究结果表外,La助剂还显著提高了催化剂的热稳定性和抗氧
明,负载在低比表面积大孔 TiO2 上的钌催化剂体现化性在二硝基甲苯加氢反应中,催化剂性