專利名稱：常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)己烷的制備方法，特別是涉及一種常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法。
背景技術(shù)：
苯加氫反應(yīng)是一個重要的加氫反應(yīng)，主要用來制備常用化工中間體環(huán)己烷。環(huán)己烷主要用于制備環(huán)己醇和環(huán)己酮，也用于合成尼龍6。環(huán)己烷在涂料工業(yè)中廣泛用作溶劑， 是樹脂、脂肪、石蠟油類、丁基橡膠等的極好溶劑。目前，苯加氫制備環(huán)己烷的方法主要有氣相法和液相法兩種。1、氣相苯加氫制備環(huán)己烷方法
常用的氣相法有Brxane法、ARCO法、UOP法、Hytoray法和Houdry法。氣相法工藝的轉(zhuǎn)化率和收率均較高，但是需要在高溫、高壓下進(jìn)行，并且反應(yīng)激烈、較難控制，易出現(xiàn)“飛溫”現(xiàn)象；對反應(yīng)設(shè)備要求較高、反應(yīng)條件較為苛刻，因而，較難工業(yè)化生產(chǎn)。其中Brxane法是由荷蘭礦業(yè)公司開發(fā)，使用列管式反應(yīng)器，催化劑為Pt/Al203金屬催化劑，對氫氣純度要求不高，反應(yīng)壓力為2. 5 3. OMPa，反應(yīng)溫度為370°C。英國環(huán)球公司開發(fā)了 UOP法制備環(huán)己烷的工藝技術(shù)，該工藝也是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的工藝路線，該方法使用了 M系列催化劑代替了價(jià)格昂貴的Pt金屬催化劑，反應(yīng)溫度在 250 350°C之間，此方法與Brxane法相比節(jié)約了成本和能耗。
ARCO法在Brxane法的基礎(chǔ)上，在反應(yīng)器前增添了苯蒸發(fā)器，其轉(zhuǎn)化率和選擇性都有所提高。Houdry法與UOP法大致相同，環(huán)己烷的選擇性得到了進(jìn)一步的提高。2、液相苯加氫制備環(huán)己烷方法
苯加氫制備環(huán)己烷的液相法與氣相法相比，反應(yīng)溫度和氣體壓力有所降低，反應(yīng)相對穩(wěn)定，但是后續(xù)處理較為麻煩，氫氣利用率也比氣相法低。苯加氫制備環(huán)己烷液相法的主要工藝有IFP法、Arosat法以及BP法。液相法制備環(huán)己烷的壓力在2. 5 3. OMPa，溫度在 220 250°C之間?，F(xiàn)有氣相法和液相法制備環(huán)己烷，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，都在高溫高壓下進(jìn)行，危險(xiǎn)系數(shù)高，對設(shè)備要求苛刻。等離子體化學(xué)作為新興的一門學(xué)科，已經(jīng)在化學(xué)工業(yè)的很多領(lǐng)域有了研究，目前 VOCs廢氣處理、CH4轉(zhuǎn)化制低級烴、臭氧制備等方面有了較多較成熟的進(jìn)展。低溫等離子體具有很高的活性，即使在無催化劑條件下，也可以誘發(fā)許多反應(yīng)，例如等離子體可以直接使氧氣轉(zhuǎn)化制備臭氧；可以在常壓、常溫下合成氨等。加氫反應(yīng)是化學(xué)中一大類反應(yīng)，研究等離子體環(huán)境下的苯加氫反應(yīng)，目前等離子體-催化協(xié)同作用下的苯加氫，國內(nèi)外未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行報(bào)道，無論從科研還是實(shí)際應(yīng)用都具有一定的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法。本發(fā)明技術(shù)方案是將等離子體化學(xué)與苯加氫反應(yīng)相結(jié)合所研制成功的一種制備環(huán)己烷的方法。通過本發(fā)明技術(shù)方案，可以在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)苯加氫制備環(huán)己烷，本發(fā)明操作工藝簡單，條件溫和，大大降低了能量消耗。并且原料的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到90%以上，環(huán)己烷的選擇性較高，其選擇性可達(dá)到75%以上。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 本發(fā)明提供一種常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，所述制備方法包括以下步驟
a、金屬氧化物催化劑的制備稱取硝酸鎳Ni(NO3)2或硝酸銅Cu (NO3)2，加入水配制成摩爾濃度為0. 1 1. 5mol -Γ1的溶液，然后稱取催化劑載體硅藻土，將硅藻土浸漬到配制的硝酸鎳溶液或硝酸銅溶液中，浸漬8 14h，浸漬后取出進(jìn)行烘干，烘干后將其置于馬弗爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為400 650°C，焙燒時間為2 6h，焙燒后得到金屬氧化物催化劑， 將焙燒后的金屬氧化物催化劑置于氫氣等離子體中，還原15 60min ；
b、將步驟a得到的金屬氧化物催化劑均勻負(fù)載在玻璃纖維上，得到金屬氧化物負(fù)載型催化劑；所述金屬氧化物催化劑與玻璃纖維二者之間的質(zhì)量配比為1 5:1 ；
c、將步驟b所得金屬氧化物負(fù)載型催化劑先置于等離子體反應(yīng)器中，所述金屬氧化物催化劑與等離子體反應(yīng)器容積之間加入量的比例為0. 1 1. Og :24mL，通過等離子體反應(yīng)器上設(shè)有的進(jìn)氣口以及流量調(diào)節(jié)裝置，將原料氣氫氣、氬氣和苯蒸汽同時通入等離子體反應(yīng)器中，苯蒸汽是通過氬氣攜帶進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，氬氣攜帶苯蒸汽過程中氬氣的體積是所攜帶苯蒸汽體積的7 9倍，氫氣與氬氣通入時二者的流量比例為0. 5 4 :1，通入的原料氣在金屬氧化物負(fù)載型催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為8 16s，等離子反應(yīng)器中為常壓，溫度為10 60°C ；
d、反應(yīng)結(jié)束后，所得氣體產(chǎn)品從等離子體反應(yīng)器的出氣口排出，排出后進(jìn)行收集， 然后采用氣相色譜分析儀進(jìn)行分析。根據(jù)上述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，步驟a中所述稱取硝酸鎳Ni (NO3)2或硝酸銅Cu (NO3)2，加入水配制成摩爾濃度為0. 3 1. Omol · L—1的溶液。根據(jù)上述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，步驟a中所述將其硅藻土浸漬到配制的硝酸鎳溶液或硝酸銅溶液中，所述浸漬過程中硅藻土與硝酸鎳溶液或硝酸銅溶液二者之間的加入量比例為Ig 5 20ml。根據(jù)上述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，所述浸漬過程中硅藻土與硝酸鎳溶液或硝酸銅溶液二者之間的加入量比例為Ig 8 15ml。根據(jù)上述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，步驟a中所述浸漬后取出進(jìn)行烘干，烘干時烘干溫度為80 150°C，烘干時間為4 7h。根據(jù)上述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，所述等離子體反應(yīng)器采用石英介質(zhì)，石英介質(zhì)的厚度為2 4mm ；所述等離子體反應(yīng)器采用的電極為銅電極、 鋁電極、合金電極或不銹鋼電極；電極間的放電間隙為4 20mm。根據(jù)上述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，所述電極間的放電間隙為6 12mm。根據(jù)上述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，步驟c中所述苯蒸汽是通過氬氣攜帶進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，所述氬氣攜帶苯蒸汽是氬氣通入裝有液體苯的恒溫容器中，在10 30°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下氬氣帶出苯蒸汽通入等離子體反應(yīng)器中。根據(jù)上述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，所述氬氣攜帶苯蒸汽是氬氣通入裝有液體苯的恒溫容器中，在15 25°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下氬氣帶出苯蒸汽通入等離子體反應(yīng)器中。本發(fā)明的積極有益效果
1、本發(fā)明技術(shù)方案是將等離子體技術(shù)與苯加氫反應(yīng)相結(jié)合所研制成功的一種制備環(huán)己烷的方法。2、通過本發(fā)明技術(shù)方案，可以在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)苯加氫制備環(huán)己烷，本發(fā)明操作工藝簡單，反應(yīng)條件溫和，大大降低了能量消耗。并且原料的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到90%以上，環(huán)己烷的選擇性較高，其選擇性可達(dá)到75%以上。3、通過本發(fā)明技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)在常溫常壓下制備環(huán)己烷，其中產(chǎn)品的圖譜分析見附圖1。圖1是本發(fā)明氣體產(chǎn)品的GC-MS譜圖分析，由圖1的圖譜分析可知，通過本發(fā)明技術(shù)方案可以制備出產(chǎn)品環(huán)己烷。四

圖1通過本發(fā)明技術(shù)方案所得產(chǎn)品氣體產(chǎn)物的GC-MS譜圖五具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例僅為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1 一種常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，該制備方法的詳細(xì)步驟如
下
a、金屬氧化物催化劑的制備稱取硝酸鎳Ni(NO3)2，加入水配制成摩爾濃度為0.5 mol - Γ1的溶液，按照硅藻土與配制的硝酸鎳溶液二者之間比例為Ig :10ml，稱取催化劑載體硅藻土，將硅藻土浸漬到配制的硝酸鎳溶液中，浸漬10h，浸漬后取出進(jìn)行烘干(烘干溫度為100°C，烘干時間為6h)，烘干后將其置于馬弗爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間為4h，焙燒后得到金屬氧化物催化劑，將焙燒后的金屬氧化物催化劑置于氫氣等離子體中，還原30min ；
b、將步驟a得到的金屬氧化物催化劑均勻負(fù)載在玻璃纖維上，得到金屬氧化物負(fù)載型催化劑；所述金屬氧化物催化劑與玻璃纖維二者之間的質(zhì)量配比為2:1 ；
c、將步驟b所得金屬氧化物負(fù)載型催化劑先置于等離子體反應(yīng)器中，所述金屬氧化物催化劑與等離子體反應(yīng)器容積之間加入量的比例為0. 3g :24mL，通過等離子體反應(yīng)器上設(shè)有的進(jìn)氣口以及流量調(diào)節(jié)裝置，將流量為40mL/min的氬氣在20°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下通入裝有液體苯的恒溫瓶中，帶出苯蒸汽(氬氣帶出苯蒸汽時氬氣的體積為苯蒸汽體積的8倍)，攜帶苯蒸汽的氬氣與流量為SOmL/min的原料氣氫氣同時進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，通入的原料氣在金屬氧化物負(fù)載型催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為12s，等離子反應(yīng)器中為常壓，溫度為40°C ；
上述等離子體反應(yīng)器采用石英介質(zhì)，石英介質(zhì)的厚度為2 4mm ；等離子體反應(yīng)器采用的電極為不銹鋼電極，石英介質(zhì)間的放電間隙為8mm ；
d、反應(yīng)結(jié)束后，所得氣體產(chǎn)品從等離子體反應(yīng)器的出氣口排出，排出后進(jìn)行收集，然后采用氣相色譜分析儀進(jìn)行分析。產(chǎn)品分析氣體產(chǎn)品通過氣相色譜分析儀進(jìn)行分析，原料的轉(zhuǎn)化率為93%，環(huán)己烷的選擇性為71%。實(shí)施例2 與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于
步驟a中稱取硝酸鎳Ni (NO3)2，加入水配制成摩爾濃度為0. 6 mol · L—1的溶液，硅藻土與配制的硝酸鎳溶液二者之間比例為Ig :8ml，浸漬時間為14h，浸漬后取出進(jìn)行烘干(烘干溫度為120°C，烘干時間為5h)，焙燒溫度為650°C，焙燒時間為2h，將焙燒后的金屬氧化物催化劑置于氫氣等離子體中，還原45min ；
步驟b中所述金屬氧化物催化劑與玻璃纖維二者之間的質(zhì)量配比為1:1 ； 步驟c中所述金屬氧化物催化劑與等離子體反應(yīng)器容積之間加入量的比例為0. 2g 24mL，將流量為40mL/min的氬氣在25°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下通入裝有液體苯的恒溫瓶中，帶出苯蒸汽(氬氣帶出苯蒸汽時氬氣的體積為苯蒸汽體積的9倍)，攜帶苯蒸汽的氬氣與流量為40mL/min的原料氣氫氣同時進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，通入的原料氣在金屬氧化物負(fù)載型催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為15s，等離子反應(yīng)器中為常壓，溫度為 30 0C ；
等離子體反應(yīng)器采用的電極為不銹鋼電極，不銹鋼電極間的放電間隙為6mm ； 產(chǎn)品分析氣體產(chǎn)品通過氣相色譜分析儀進(jìn)行分析，原料的轉(zhuǎn)化率為95%，環(huán)己烷的選擇性為73%。實(shí)施例3 與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于
步驟a中稱取硝酸鎳Ni (NO3)2，加入水配制成摩爾濃度為0. 3 mol · L—1的溶液，硅藻土與配制的硝酸鎳溶液二者之間比例為Ig :12ml，浸漬時間為9h，浸漬后取出進(jìn)行烘干(烘干溫度為100°C，烘干時間為6. 5h)，焙燒溫度為450°C，焙燒時間為5h，將焙燒后的金屬氧化物催化劑置于氫氣等離子體中，還原50min ；
步驟b中所述金屬氧化物催化劑與玻璃纖維二者之間的質(zhì)量配比為5:1 ； 步驟c中所述金屬氧化物催化劑與等離子體反應(yīng)器容積之間加入量的比例為0. 5g 24mL，將流量為40mL/min的氬氣在15°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下通入裝有液體苯的恒溫瓶中，帶出苯蒸汽(氬氣帶出苯蒸汽時氬氣的體積為苯蒸汽體積的7倍)，攜帶苯蒸汽的氬氣與流量為SOmL/min的原料氣氫氣同時進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，通入的原料氣在金屬氧化物負(fù)載型催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為16s，等離子反應(yīng)器中為常壓，溫度為 20 0C ；
等離子體反應(yīng)器采用的電極為不銹鋼電極，不銹鋼電極間的放電間隙為12mm ； 產(chǎn)品分析氣體產(chǎn)品通過氣相色譜分析儀進(jìn)行分析，原料的轉(zhuǎn)化率為94%，環(huán)己烷的選擇性為75%。實(shí)施例4 與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于
步驟a中稱取硝酸鎳Ni (NO3)2，加入水配制成摩爾濃度為0. 8 mol · L—1的溶液，硅藻土與配制的硝酸鎳溶液二者之間比例為Ig :15ml，浸漬時間為8h，浸漬后取出進(jìn)行烘干(烘干溫度為110°C，烘干時間為7h)，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為6h，將焙燒后的金屬氧化物催化劑置于氫氣等離子體中，還原30min ；
步驟b中所述金屬氧化物催化劑與玻璃纖維二者之間的質(zhì)量配比為3:1 ；步驟c中所述金屬氧化物催化劑與等離子體反應(yīng)器容積之間加入量的比例為0. Sg 24mL，將流量為48mL/min的氬氣在20°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下通入裝有液體苯的恒溫瓶中，帶出苯蒸汽(氬氣帶出苯蒸汽時氬氣的體積為苯蒸汽體積的8倍)，攜帶苯蒸汽的氬氣與流量為96mL/min的原料氣氫氣同時進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，通入的原料氣在金屬氧化物負(fù)載型催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為10s，等離子反應(yīng)器中為常壓，溫度為 60 0C ；
等離子體反應(yīng)器采用的電極為不銹鋼電極，不銹鋼電極間的放電間隙為4mm ； 產(chǎn)品分析氣體產(chǎn)品通過氣相色譜分析儀進(jìn)行分析，原料的轉(zhuǎn)化率為94%，環(huán)己烷的選擇性為76%。實(shí)施例5 與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于
步驟a中稱取硝酸鎳Ni (NO3)2，加入水配制成摩爾濃度為1.0 mol · L—1的溶液，硅藻土與配制的硝酸鎳溶液二者之間比例為Ig :20ml，浸漬時間為9h，浸漬后取出進(jìn)行烘干(烘干溫度為150°C，烘干時間為4h)，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為3. 5h，將焙燒后的金屬氧化物催化劑置于氫氣等離子體中，還原60min ；
步驟b中所述金屬氧化物催化劑與玻璃纖維二者之間的質(zhì)量配比為2:1 ； 步驟c中所述金屬氧化物催化劑與等離子體反應(yīng)器容積之間加入量的比例為0. 3g 25mL，將流量為34mL/min的氬氣在20°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下通入裝有液體苯的恒溫瓶中，帶出苯蒸汽(氬氣帶出苯蒸汽時氬氣的體積為苯蒸汽體積的7倍)，攜帶苯蒸汽的氬氣與流量為68mL/min的原料氣氫氣同時進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，通入的原料氣在金屬氧化物負(fù)載型催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為14s，等離子反應(yīng)器中為常壓，溫度為 30 0C ；
等離子體反應(yīng)器采用的電極為不銹鋼電極，不銹鋼電極間的放電間隙為8mm ； 產(chǎn)品分析氣體產(chǎn)品通過氣相色譜分析儀進(jìn)行分析，原料的轉(zhuǎn)化率為92%，環(huán)己烷的選擇性為76%。實(shí)施例6 與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于
步驟a中稱取硝酸銅Cu (NO3)2，加入水配制成摩爾濃度為0. 5mol 的溶液，硅藻土與配制的硝酸鎳溶液二者之間比例為Ig :12ml，浸漬時間為12h，浸漬后取出進(jìn)行烘干(烘干溫度為100°C，烘干時間為5h)，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為3. 5h，將焙燒后的金屬氧化物催化劑置于氫氣等離子體中，還原60min ；
步驟b中所述金屬氧化物催化劑與玻璃纖維二者之間的質(zhì)量配比為2:1 ； 步驟c中所述金屬氧化物催化劑與等離子體反應(yīng)器容積之間加入量的比例為0. 3g 24mL，將流量為30mL/min的氬氣在20°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下通入裝有液體苯的恒溫瓶中，帶出苯蒸汽(氬氣帶出苯蒸汽時氬氣的體積為苯蒸汽體積的9倍)，攜帶苯蒸汽的氬氣與流量為90mL/min的原料氣氫氣同時進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，通入的原料氣在金屬氧化物負(fù)載型催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為12s，等離子反應(yīng)器中為常壓，溫度為 30 0C ；
等離子體反應(yīng)器采用的電極為不銹鋼電極，不銹鋼電極間的放電間隙為5mm ； 產(chǎn)品分析氣體產(chǎn)品通過氣相色譜分析儀進(jìn)行分析，原料的轉(zhuǎn)化率為90%，環(huán)己烷的選擇性為78%。
實(shí)施例7 不加入催化劑的對比試驗(yàn)
通過等離子體反應(yīng)器上設(shè)有的進(jìn)氣口以及流量調(diào)節(jié)裝置，將流量為40mL/min的氬氣在20°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下通入裝有液體苯的恒溫瓶中，帶出苯蒸汽(氬氣帶出苯蒸汽時氬氣的體積為苯蒸汽體積的7 9倍)，攜帶苯蒸汽的氬氣與流量為SOmL/min的原料氣氫氣同時進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，通入的原料氣在金屬氧化物負(fù)載型催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為10 12s，等離子反應(yīng)器中為常壓，溫度為40 45°C ；反應(yīng)結(jié)束后，所得氣體產(chǎn)品從等離子體反應(yīng)器的出氣口排出，排出后進(jìn)行收集，然后采用氣相色譜分析儀進(jìn)行分析。上述等離子體反應(yīng)器采用石英介質(zhì)，石英介質(zhì)的厚度為2 4mm ；等離子體反應(yīng)器采用的電極為不銹鋼電極，不銹鋼電極間的放電間隙為6 IOmm ；
產(chǎn)品分析氣體產(chǎn)品通過氣相色譜分析儀進(jìn)行分析，原料的轉(zhuǎn)化率為78%，環(huán)己烷的選擇性為64%。
權(quán)利要求
1.一種常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟a、金屬氧化物催化劑的制備稱取硝酸鎳Ni(NO3)2或硝酸銅Cu (NO3)2，加入水配制成摩爾濃度為0. 1 1. 5mol -Γ1的溶液，然后稱取催化劑載體硅藻土，將硅藻土浸漬到配制的硝酸鎳溶液或硝酸銅溶液中，浸漬8 14h，浸漬后取出進(jìn)行烘干，烘干后將其置于馬弗爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為400 650°C，焙燒時間為2 6h，焙燒后得到金屬氧化物催化劑， 將焙燒后的金屬氧化物催化劑置于氫氣等離子體中，還原15 60min ；b、將步驟a得到的金屬氧化物催化劑均勻負(fù)載在玻璃纖維上，得到金屬氧化物負(fù)載型催化劑；所述金屬氧化物催化劑與玻璃纖維二者之間的質(zhì)量配比為1 5:1 ；c、將步驟b所得金屬氧化物負(fù)載型催化劑先置于等離子體反應(yīng)器中，所述金屬氧化物催化劑與等離子體反應(yīng)器容積之間加入量的比例為0. 1 1. Og :24mL，通過等離子體反應(yīng)器上設(shè)有的進(jìn)氣口以及流量調(diào)節(jié)裝置，將原料氣氫氣、氬氣和苯蒸汽同時通入等離子體反應(yīng)器中，苯蒸汽是通過氬氣攜帶進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，氬氣攜帶苯蒸汽過程中氬氣的體積是所攜帶苯蒸汽體積的7 9倍，氫氣與氬氣通入時二者的流量比例為0. 5 4 :1，通入的原料氣在金屬氧化物負(fù)載型催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為8 16s，等離子反應(yīng)器中為常壓，溫度為10 60°C ；d、反應(yīng)結(jié)束后，所得氣體產(chǎn)品從等離子體反應(yīng)器的出氣口排出，排出后進(jìn)行收集，然后采用氣相色譜分析儀進(jìn)行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，其特征在于步驟a中所述稱取硝酸鎳Ni (NO3) 2或硝酸銅Cu (NO3)2,加入水配制成摩爾濃度為0. 3 1. Omol · L—1 的溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，其特征在于步驟a中所述將其硅藻土浸漬到配制的硝酸鎳溶液或硝酸銅溶液中，所述浸漬過程中硅藻土與硝酸鎳溶液或硝酸銅溶液二者之間的加入量比例為Ig 5 20ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，其特征在于所述浸漬過程中硅藻土與硝酸鎳溶液或硝酸銅溶液二者之間的加入量比例為Ig 8 15ml ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，其特征在于步驟a中所述浸漬后取出進(jìn)行烘干，烘干時烘干溫度為80 150°C，烘干時間為4 7h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，其特征在于所述等離子體反應(yīng)器采用石英介質(zhì)，石英介質(zhì)的厚度為2 4mm ；所述等離子體反應(yīng)器采用的電極為銅電極、鋁電極、合金電極或不銹鋼電極；電極間的放電間隙為4 20mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，其特征在于所述電極間的放電間隙為6 12mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，其特征在于步驟c中所述苯蒸汽是通過氬氣攜帶進(jìn)入等離子體反應(yīng)器中，所述氬氣攜帶苯蒸汽是氬氣通入裝有液體苯的恒溫容器中，在10 30°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下氬氣帶出苯蒸汽通入等離子體反應(yīng)器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，其特征在于所述氬氣攜帶苯蒸汽是氬氣通入裝有液體苯的恒溫容器中，在15 25°C恒溫、達(dá)到飽和蒸汽壓的條件下氬氣帶出苯蒸汽通入等離子體反應(yīng)器中
全文摘要
本發(fā)明公開了一種常壓等離子體協(xié)同催化苯加氫制備環(huán)己烷的方法，首先稱取硝酸鎳或硝酸銅配制成溶液，然后將載體硅藻土浸漬到硝酸鎳溶液或硝酸銅溶液中，浸漬后取出烘干，烘干后進(jìn)行焙燒，焙燒后得到金屬氧化物催化劑，將所得金屬氧化物催化劑置于氫氣等離子體中還原；還原后將其均勻負(fù)載在玻璃纖維上，置于等離子體反應(yīng)器中，然后將原料氣通入等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)后將所得氣體產(chǎn)品進(jìn)行分析。通過本發(fā)明技術(shù)方案，可以在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)苯加氫制備環(huán)己烷，其工藝簡單，反應(yīng)條件溫和，大大降低了能量消耗。并且原料的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到90%以上，環(huán)己烷的選擇性較高，其選擇性可達(dá)到75%以上。
文檔編號C07C5/10GK102219633SQ201110109699
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者于欣, 周彩榮, 楊勇高, 王海峰, 石曉華, 蔣登高, 詹自力 申請人:鄭州大學(xué)