美罗培南催化加氢反应用Pd/C催化剂的失活及再生研究
美罗培南作为碳青霉烯类抗生素的代表，具有抗菌作用广谱、副作用小、药效快等多种优势。美罗培南催化加氢反应体系是多相催化反应，其反应过程中常用到的催化剂是负载量为5％-10％的钯炭催化剂。其中，Pd/C催化剂使用一次后其活性及选择性大大下降，导致工业成本提高。如果能找出其活性及选择性下降的原因就可以对症下药，从而改善反应条件或找到催化剂循环利用的方法，就可大幅度降低生产成本。因此对美罗培南工业合成工艺进行研究改进具有实际意义。 本论文中，确定了美罗培南加氢反应混合液的液相色谱检测方法，流动相为磷酸-0.1％三乙胺比乙腈为42∶58，流速1mL/min，紫外检测波长为280nm。 根据工厂工艺确立了实验室小试条件:保护美罗培南与5％Pd/C的投料比为4∶1，氢化釜压力为1.80MPa，反应温度为40℃，搅拌速度为500转/分钟，反应时长为60分钟。 本论文对两种不同生产工艺下的失活催化剂采用ICP，TG，SEM，H2-O2滴定，BET，XRD等手段进行了表征研究，得出工业催化剂失活的主要原因是反应物及中间产物包覆在催化剂表面及堆积在催化剂孔道内造成活性表面积下降，同时存在一定程度的钯流失。由于生产工艺不同，原料中含硫化合物造成的硫中毒也是造成催化剂失活的主要原因之一。 针对以上失活原因，采用了不同方法对工业失活催化剂进行再生，对比发现经过40％甲醇溶液再生处理后效果较好，失活催化剂的催化转化率从87.55％提高到98.6％，选择性从25.87％提高到76.06％。对再生后催化剂进行ICP，BET，H2-O2滴定等表征，发现经过40％甲醇水溶液再生处理后可有效恢复由包覆和堵塞孔道引起的失活。实验结果表明40％甲醇溶液再生处理可有效地提高催化剂的比表面积、活性表面积，这种方法具有简便易操作，成本低等优点，便于实现失活催化剂的工业再生。而对不同工艺下由S中毒引起的失活催化剂，尚未能找到合适的、操作简便的工业再生方法。 本论文采用40％甲醇水溶液再生的失活催化剂，在实验室小试工艺条件下多次套用试验，得出经40％甲醇水溶液再生后的催化剂在补加5％的新鲜催化剂的情况下，套用四次最佳。
失活催化剂;钯;碳元素;再生工艺
北京化工大学
硕士
化学工程
金劭;徐永龙
2018
中文
TQ426.6
93
2018-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）