四氢呋喃催化氨化合成吡咯烷.pdf

石油学报(石油加工)
2012年2月
ACTA PETROLEI SINICA (PETROLEUM PROCESSING SECTION)
第28卷增刊1
文章编号:1001-8719(2012)增刊1-0127-06
四氢呋喃催化氨化合成叱咯烷
赵姗姗,徐卫华,赵继全,张月成
(河北工业大学化工学院,天津300130)
摘要:以HZSM-5系列分子筛、HY、HI3、Al2O2等固体酸作为催化剂,在固定床反应器中考察了其对四氢呋南
催化氨化合成吡咯烷反应的催化性能。结果表明,n(Si)/n(AI)=80的HZSM-5催化剂的活性最佳,其催化四氢
呋喃氨化合成吡咯烷的最佳工艺条件为:常压,反应温度350℃,氨气与四氢呋喃摩尔比6,停留时间6,9s,此时
四氢吠喃的转化率为82.9%,吡咯烷的收率为6236。在优化条件下催化剂连续工作600h,四氢呋喃的转化率保
持在75%以上,吡咯烷的选择性有所降低,但吡咯烷的收率仍然保持在55%以上。利用XRD、N2吸附一脱附和
NH3-TPD等手段对使用前后的催化剂进行表征,得出催化剂活性下降是由于较长时间的连续反应使得催化剂表面
产生了积炭,堵塞了催化剂内部较小孔径的孔道,覆盖了催化剂表面的酸性位点。利用空气氧化法对催化剂进行在
线再生后,催化剂的催化性能基本恢复到初始水平。
关键词:四氢呋喃;氨;吡咯烷;HZSM5
中图分类号:O6433文献标识码:Adoi:10.3969/ k Issr..1001-8719.2012z1,029
Synthesis of Pyrrolidine by Catalytic Ammoniation of Tetrahydrofuran
ZHAO Shanshan, XU Weihua, ZHAO Jiquan, ZHANG Yuecheng
Schooi of Chemica Engineering wd Technoogy, Hebei Uniwrsity of Tech nology, Tiawjin300130, Chi)
Abstract: The catalytic performance of a series of solid acid catalysts like H-ZSM 5. HY, HB and
Al2 O% for the amination of tetrahydrofuran to pyrrolidine were investigated in a fixed- bed
reactor. H-ZSM-5(80) exhibited excellent catalytic activity on tetrahydrofuran amination. The
reaction conditions over H-ZSM 5(n(i)/n(A)=80) were optimized as; atmospheric pressure.
350, molar ratio of ammonia o tetrahydrofuran 6, and contact time 6 s. Under these conditions, th
conversion of e raydrofuran reaced 82 9 with pyrrolidine yield of 62 3%. H ZSM5(()/(A)80)
was effective for at least 600 h. during this period the conversion of tetrahydrofuran exceeded 75% with the
yield of pyrrolidine above 55%. The catalyst characterization results suggested that the deterioration
of catalyst activity was attributed to the surface carbonaceous deposition, which might block the
smaller holes and cover the acid centers in the catalyst matrix. The catalyst activity could be
recovered by oxidation of the carbonaceous deposition on line.
Key words: tetrahydrofuran; amination pyrrolidine: H-ZSM-5
吡咯烷作为一种重要的精细化工产品广泛应用原料,气相条件下催化合成呲咯烷,具有原子利用
于医药、农药、有机合成和化工等诸多方面。率高、对环境友好以及副产物为水等特点,因而越
咯烷的制备方法较多,其中,以四氢味喃和氨气为来越受到人们的青睐。该工艺在国外已经实现工业
收稿日期:2011-12-06
基金项目:国家自然科学基金(20976034)、河北省教育厅百名优秀创新人オ支持计划( CPRCO12)和河北省青年科学基金(B2009000009)资助
第一作者:赵姗,女,士研究生,从事工业催化的研究
通讯联系人:张月成,副教授,博士,从事工业催化的研究;Tel:022-60204726; E-mail: zyctju(@ yahoo com cn