1 、概述

    雷尼鎳是一種應(yīng)用廣泛的催化劑,差不多對所有能進(jìn)行氫化和氫解的官能團(tuán)都起作用。雷尼鎳又稱骨架鎳,它是利用粉碎后的鎳-鋁合金或鎳-硅合金與苛性鈉溶液反應(yīng)而制得。目前,國內(nèi)外大部分生產(chǎn)廠家均采用鎳-鋁合金法生產(chǎn),其反應(yīng)可用下式表示:
    Ni-Al+2NaOH+2H2O  ------  Ni+2NaAlO3+3H2
    該法所制得的催化劑具有骨架結(jié)構(gòu),其內(nèi)外表面吸附有大量氫氣,具有很高的活性。但由于不同的生產(chǎn)廠家,其生產(chǎn)工藝不盡相同,其產(chǎn)品在應(yīng)用中也會有較大的差異。

2 、雷尼鎳的基本性能

2.1 活性
    活性是表示催化劑功能大小的指標(biāo),活性越高,促進(jìn)原料轉(zhuǎn)化的能力越大,在相同的反應(yīng)時間內(nèi)會得到更多的產(chǎn)品。在工業(yè)化生產(chǎn)中,一般以反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率來綜合評定催化劑的活性。

2.2 選擇性
    催化劑的選擇性在工業(yè)上具有特殊的意義,選擇某種催化劑,就可能生產(chǎn)某種特定產(chǎn)品,但此過程往往伴隨副反應(yīng)。催化劑具有優(yōu)良的選擇性,對減少原料的消耗和減少反應(yīng)后處理工序有著重要的意義。

2.3 壽命
    催化劑的壽命是指催化劑在反應(yīng)條件下,在活性及選擇性不變的情況下能連續(xù)使用的時間。在工業(yè)生產(chǎn)中,催化劑的壽命往往由其穩(wěn)定性和 機(jī)械強(qiáng)度直觀地表現(xiàn)出來。

3、 雷尼鎳對脂肪胺生產(chǎn)的影響

3.1 雷尼鎳對反應(yīng)速度的影響
    目前,眾多生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的雷尼鎳應(yīng)用于脂肪胺生產(chǎn),都能取得較高的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,因此在實(shí)際生產(chǎn)時,反應(yīng)速度是工業(yè)生產(chǎn)中衡量雷尼鎳能力的重要依據(jù)。在對幾種不同的雷尼鎳產(chǎn)品的使用情況見表1。

    從表1中可以看出,雷尼鎳粒徑越小越均勻, 相對反應(yīng)的速度越快,一方面粒徑越小越利于催化劑在液相中均勻分布,另一方面粒徑越小比表面積相對越大,有利于氣、液、固三相充分接觸,從而加快反應(yīng)進(jìn)程。
    工業(yè)化生產(chǎn)中,針對同一種雷尼鎳,一般采用工藝參數(shù)調(diào)整的方式來穩(wěn)定反應(yīng)速度。

3.2 
    在工業(yè)生產(chǎn)中,選擇性是衡量雷尼鎳經(jīng)濟(jì)性的重要依據(jù),在對幾種不同的雷尼鎳產(chǎn)品的使用情況見表2。

    從表2中可以看出,雷尼鎳粒徑在一定范圍內(nèi)越大越均勻,選擇性越好,這主要與雷尼鎳內(nèi)部孔徑分布有關(guān)。一般來講,粒徑越大,其內(nèi)部孔徑相對較大,反應(yīng)時易擴(kuò)散,減少產(chǎn)品在催化劑孔內(nèi)的停留時間,從而降低反應(yīng)副產(chǎn)物的生成。
    工業(yè)化生產(chǎn)中,針對同一種雷尼鎳,一般采用工藝參數(shù)調(diào)整的方式來穩(wěn)定其選擇性。

3.3 雷尼鎳壽命對反應(yīng)的影響
    隨著使用時間的增長,雷尼鎳因過熱使其發(fā)生結(jié)構(gòu)變化、受外力破損等原因逐步失去活性并完全消失。實(shí)際生產(chǎn)時在此過程中,反應(yīng)速度會逐步放慢,同時反應(yīng)的副產(chǎn)物明顯增多,直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量及收率。
    在對幾種不同的雷尼鎳產(chǎn)品對比使用可以看出,雷尼鎳粒徑在一定范圍內(nèi)越小或越大,其壽命越短,這主要是由于其粒徑越小,沉降效果越差;粒徑越大,其機(jī)械強(qiáng)度相對越差,容易受外力而破碎,破碎后沉降效果差。進(jìn)而影響使用效果。
    工業(yè)化生產(chǎn)中,一般采用定期淘汰部分,并分次補(bǔ)加新鮮雷尼鎳來穩(wěn)定其使用壽命,從而使整個生產(chǎn)處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.4 雷尼鎳對產(chǎn)品后續(xù)處理的影響
    在有雷尼鎳存在的情況下,伯胺易發(fā)生熱解反應(yīng),其反應(yīng)方程式如下:
    2RNH2R2NH+NH3
    若溫度達(dá)到250℃,則會有三烷基叔胺生成。 因此,必須嚴(yán)格控制產(chǎn)品的存放溫度,同時要盡可能除去產(chǎn)品中的雷尼鎳,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量及收率。

4、 結(jié)束語
    由于不同的雷尼鎳生產(chǎn)廠家,其生產(chǎn)工藝技術(shù)水平的差異,導(dǎo)致其產(chǎn)品基本性能差異較大。為保證用戶對雷尼鎳的活性、選擇性及壽命的要求,國內(nèi)廠家一般采用40%的Al和60%的Ni合 金制備粒度分布范圍為30～100 μm的活性鎳來滿足脂肪胺工藝要求,國外廠家采用50%的Al和50%的Ni或55%的Al和45%的Ni合金制備 粒度為50±5μm或80±5 μm的活性鎳來滿足脂肪胺工藝要求。在實(shí)際應(yīng)用中前者對同一脂肪胺生產(chǎn)工藝影響較大,往往需要用戶進(jìn)行工藝調(diào)整來適應(yīng)其產(chǎn)品。盡管脂肪胺生產(chǎn)工藝路線不同,但在同一工藝路線的情況下,選用合適的雷尼鎳對生產(chǎn)而言相當(dāng)重要。