聯(lián)苯加氫制環(huán)己基苯的研究.pdf

1、環(huán)己基苯作為鋰離子電池添加劑，具有防止電池過(guò)充的作用，同時(shí)環(huán)己基苯可用于制作液晶材料。本文采用催化劑A，在高壓攪拌釜反應(yīng)器中研究聯(lián)苯加氫制環(huán)己基苯的氣液固三相反應(yīng)行為及機(jī)理。分別以溶劑中低濃度的聯(lián)苯和環(huán)己基苯為反應(yīng)物，考察了溶劑種類(lèi)、壓力、濃度、溫度等因素對(duì)反應(yīng)速率和選擇性的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析反應(yīng)特性及機(jī)理。另外也以純聯(lián)苯和純環(huán)己基苯為反應(yīng)物，分析了溫度、壓力等因素對(duì)反應(yīng)速率與選擇性的影響，并探討了反應(yīng)機(jī)理。主要結(jié)果如下:

2、　　(1)本文首先考察了不同種類(lèi)溶劑對(duì)聯(lián)苯液相加氫反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)不同種類(lèi)溶劑對(duì)環(huán)己基苯生成速率的影響很大，而對(duì)環(huán)己基苯的選擇性基本沒(méi)有影響。溶劑對(duì)加氫反應(yīng)的影響主要表現(xiàn)在以下方面:(i)極性溶劑容易吸附在催化劑表面，降低反應(yīng)速率。(ii)平面分子溶劑更容易吸附在催化劑表面，使得反應(yīng)速率降低。(iii)質(zhì)子溶劑自身能夠解離出氫離子，提高了氫原子的傳遞效率，能促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。
　　(2)為了排除內(nèi)外擴(kuò)散的影響，考察了轉(zhuǎn)速、催化劑粒徑對(duì)

3、液相加氫反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn):(i)隨著轉(zhuǎn)速的提高，氣液固三相的混合效果逐漸改善，當(dāng)轉(zhuǎn)速在1200 r/min左右時(shí)，催化劑全部均勻分散至液相主體中，整個(gè)液相都充滿(mǎn)了氣泡;隨著轉(zhuǎn)速的提高，聯(lián)苯的轉(zhuǎn)化率也逐漸提高，當(dāng)轉(zhuǎn)速提高至1200 r/min以后，聯(lián)苯的轉(zhuǎn)化率基本保持不變。(ii)隨著催化劑粒徑的減小，聯(lián)苯的轉(zhuǎn)化率逐漸提高，環(huán)己基苯選擇性基本不變，當(dāng)催化劑粒徑減小至0.3mm左右時(shí)，聯(lián)苯的轉(zhuǎn)化率保持基本不變。
　　(3)分別考察了溫

4、度、氫氣壓力、反應(yīng)物濃度對(duì)聯(lián)苯加氫速率和環(huán)己基苯選擇性的影響。發(fā)現(xiàn):(i)隨著溫度的提高，聯(lián)苯加氫速率逐漸提高，環(huán)己基苯選擇性基本不變;聯(lián)苯加氫和環(huán)己基苯加氫反應(yīng)的表觀活化能大致相同，約為60kJ/mol。(ii)隨著氫氣壓力的提高，聯(lián)苯加氫和環(huán)己基苯加氫反應(yīng)速率均呈先上升后下降的趨勢(shì);分別以相同濃度的聯(lián)苯溶液和環(huán)己基苯溶液為反應(yīng)物，環(huán)己基苯加氫反應(yīng)速率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氫氣壓力較高;在相同的聯(lián)苯初始濃度下，隨著氫氣壓力的提高，環(huán)己基苯的選擇

5、性有所降低。(iii)隨著反應(yīng)物濃度的增大，聯(lián)苯加氫和環(huán)己基苯加氫反應(yīng)的速率均呈現(xiàn)先上升、后下降的特點(diǎn);在不同的聯(lián)苯初始濃度下，環(huán)己基苯的選擇性基本相同。
　　(4)利用Langmuir-Hinshelwood機(jī)理對(duì)反應(yīng)特點(diǎn)進(jìn)行分析。認(rèn)為:(i)在低濃度下，聯(lián)苯加氫過(guò)程為表面反應(yīng)控制，氫氣與聯(lián)苯存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，導(dǎo)致在較高的氫氣濃度下反應(yīng)速率反而會(huì)下降。(ii)聯(lián)苯與環(huán)己基苯存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，但聯(lián)苯的吸附平衡常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)己基苯的吸附平衡

6、常數(shù)。聯(lián)苯加氫反應(yīng)速率方程為:r1=k1KAcAKH2pH22/(1+Kscs+KAcA+KBcB+KHpH2）3,環(huán)己基苯加氫反應(yīng)速率方程為:r2=k2KBKH2cBpH22/(1+KScS+KAcA+KBcB+KHpH2)3。(iii)在高濃度下，聯(lián)苯加氫逐漸轉(zhuǎn)為氫氣的吸附控制。
　　(5)分別考察了純聯(lián)苯、純環(huán)己基苯的加氫反應(yīng)特點(diǎn)與規(guī)律，主要體現(xiàn)在:(i)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，液相體積逐漸增加，氫氣在液相中的溶解度逐漸提高，即亨利