新型催化制备四氢二环戊二烯

发布日期:2025/4/23 9:41:13

背景技术

双环戊二烯(DCPD)为乙烯裂解副产物C5馏分的主要成分，随着我国石油、化工行业的快速发展，特别是乙烯产能的迅速增加，DCPD的来源将更加丰富。DCPD是一种重要的化工原料，由于具有独特结构和高反应性能，在医药、农药、橡胶、制革、合成香料和不饱和树脂等领域有着广泛的应用。近年来，在新型高分子材料及精细化工领域，DCPD的应用已引起人们的关注，其中DCPD通过催化加氢制得一种性能优良具有三环结构的桥式四氢二环戊二烯(endo-THDCPD)，以此为原料不仅可以异构化制备高密度燃料挂式四氢二环戊二烯(exoTHDCPD)，还可以制备具有特殊结构的笼状烃-金刚烷，它是重要的医药中间体，高性能聚合物单体和新型催化剂。

四氢二环戊二烯

目前，工业上普遍采用以雷尼镍为催化剂的间歇釜式反应工艺制备四氢二环戊二烯，加氢完成后，需将催化剂与加氢液进行分离，工艺较为繁琐不能连续化进行生产，并且回收催化剂使用寿命短，重复使用后活性迅速下降。司志华等(科技咨询，2014(12)：57)，采用间歇高压釜式反应器，以雷尼镍催化剂，反应温度为110～120℃，压力为3.5～4.0MPa，循环使用3次后，DCPD加氢活性明显下降，需要补充新鲜催化剂来提高产品收率。

为了提高产品质量和生产效率，特别是提高催化剂的稳定性，开发高效的负载型Ni基催化剂和连续化的催化反应工艺和方法制备四氢二环戊二烯具有重要意义。

制备方法

配置质量分数为20％双环戊二烯的甲醇溶液备用。在固定床反应器床层装填20~40目质量组成20％Ni-1％Mo/SiO2催化剂2ml，反应器中催化剂层上下区域以惰性石英砂填充。在氢气气氛下，于400℃还原6小时，氢气空速为1000h^-1，还原结束后，将床层温度降到100℃，用压力调节阀把系统压力升到2.0MPa，将质量浓度为20％的DCPD的甲醇溶液，用微量高压柱塞泵计量打入反应器进行加氢反应，液时空速为6.0h^-1，氢烯摩尔比为80：1。反应24小时后，取样分析。采用配置HP-5毛细管柱的Agilent 7890气相色谱分析样品，FID检测器。按照面积归一化法计算双环戊二烯的转化率达92.3%，桥式四氢二环戊二烯的选择性95.8%。