年产4万吨苯甲酸催化加氢制苯甲醛的工艺设计(5)
原料苯甲酸(酯)是一种抑菌剂，可用在食品防腐剂方面，无毒害，廉价易得。其工艺简单，原子利用率高，符合绿色化工的发展要求，用其合成苯甲醛具有广阔的研究和市场前景。目前还原法存在的主要问题是在还原过程中不易停留在苯甲醛，而易深度还原为苯甲醇，甚至甲苯和苯，造成副产物居多，选择性较差。控制好苯甲醛的选择性，是该工艺的难点和重点。已有许多研究者从选择催化剂及寻找适合的反应条件和反应工艺入手，做了大量工作。怎样使产率和催化剂成本、反应条件优化达到统一还需要做大量研究工作。对该工艺的研究，关键在于筛选和制备有较高活性及良好选择性的催化剂。
近年陈良坦等利用共沉淀法制备的锌锰复合纳米催化剂用于苯甲酸加氢反应，当反应温度为370℃时，苯甲酸的转化率高达99％、苯甲醛的选择性为94．5％：在同样的条件下进行的中试催化剂也具有良好的性能，苯甲酸的转化率为98％ 、苯甲醛的选择性为83.2％【21,22】。
陈丰秋等用共沉淀的方法制备了含Zn元素的催化剂前驱体，焙烧后得苯甲酸加氢催化剂。在氢气、苯甲酸的摩尔比为80：1、气体时空速度为l 600h-1 和400 ℃条件下，苯甲酸的转化率为97.1％、苯甲醛的选择性为93.7％【23】。
H61derieh等在不同酸碱性的ZnO上进行苯甲酸加氢还原的研究．发现酸一碱中心都是氢化还原所必需的．弱的酸碱性更有利于反应．苯甲酸的转化率达到96％、苯甲醛的选择性也在96％左右。但是，当催化剂表面的酸性过强时，则会诱发深度的还原生成甲苯，且在高温条件下催化剂表面出现结焦【24。
孙婧等直接焙烧ZnCO3 得到ZnO，用于苯甲酸加氢反应中，苯甲酸的转化率达到99.4％、苯甲醛的选择性达93.6％。但是随着反应的进行，催化剂活性逐渐下降。实验表明，导致ZnO催化活性的下降原因并非是比表面积减小或活性相变化．而是在反应温度下，芳香族化合物在催化剂表面发生结焦造成的。因此，可以认为提高ZnO系催化剂的抗烧结性能是改善催化剂稳定性的关键【25】。
由于苯甲酸在常温下是固体，因此，为了保证在工业化生产的顺利进行，人们在寻找高活性催化剂的同时，也对苯甲酸甲酯加氢制苯甲醛进行了研究。在这方面的研究中，采用的催化剂有Zr02系列、Cu-Cr系列、Y203系列等。1995年，董文生【26】等研究了Mn、Cr、In、Co、Cu、Zn、Y等金属改性Zr02催化剂对苯甲酸甲酯加氢的影响，得出Mn改性作用最显著；其次为Cr、In、Zn、Y，Cu、Co改性较差。1999年，徐华龙【27】等又以γ-A1203负载Mn作催化剂，在400℃和一定的空速下用苯甲酸甲酯加氢制备苯甲醛，取得了较好的实验室结果，得到的苯甲酸甲酯转化率和选择性分别为97.0％和86.6％，并且对加氢反应的机理进行了推测。
国内外在利用苯甲酸催化加氢生产苯甲醛的工业化生产方面，除了日本的三菱公司外(1988年)，目前尚未见有其它产业化的报道。这也说明大部分工作还是停留在实验室阶段，工业化过程还是很漫长的。本实验室陈良坦老师等通过制备了锌锰的复合氧化物催化剂将苯甲酸的转化率和苯甲醛的选择性文持在90％以上的同时，从传统的400℃的反应温度降低到370℃左右。在经过实验室试验，工厂小单管试验(6个月)后，又在厦门涌泉集团的中试基地也进行了3个月的中试并也取得了较满意的结果，该技术已经申请了专利【28】。这为以后的工业生产提供了宝贵的数据资料，也让国内能够工业化看到了希望。
1.1.5 本课题的设计意义
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