甲基苯甲酸酯气相加氢法是一种高效的合成工艺.该工艺在催化剂存在下,将汽化的甲基苯甲酸酯与氢气混合后连续进入催化床进行加氢反应.催化剂的选择和制备是工艺的核心.以MnO-Al2O3-ZrO2催化剂为例,其制备采用附着沉淀法,具体步骤如下:
将硝酸铝溶解在去离子水中,滴加氨水调节pH至7-9,得到氢氧化铝沉淀.
将硝酸锰,硝酸锆溶解在去离子水中,所得溶液与氢氧化铝沉淀均匀混合,使锰离子与锆离子附着在氢氧化铝上,形成单层分散.
将混合液用氨水调节至pH=8-10,所得沉淀物用去离子水洗至中性后烘干,再于400-600℃下焙烧.
用还原性气体氢气或氢氮混合气在200-500℃下还原活化,即得催化剂.
这种催化剂的优势在于活性组分氧化锰,氧化锆单层分散在氧化铝上,显著提高了催化效果.实验表明,在最佳反应条件下,甲基苯甲酸酯的转化率可达96%,选择性可达89%.
为了进一步提高合成效率和选择性,反应条件的优化至关重要.最佳反应温度范围为350-430℃,氢气与甲基苯甲酸酯的摩尔比为20-100,液时空速为0.1-0.4hr-1.通过控制反应温度,氢气比例和物料流速,可以最大限度地提高产物收率.
与传统的二甲苯间接电合成法相比,甲基苯甲酸酯气相加氢法具有显著的技术优势:
工艺简单:反应连续进行,一步完成加氢过程.
效率高:转化率和选择性均优于传统方法.
能耗低:气相加氢法大幅降低了能源消耗.