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吗啉的化学名为1,4-氧氮杂环己烷,由于具有特殊的氧氮杂环结构,吗啉已成为合成许多精细化工产品的中间体,在橡胶、医药、涂料和染料等领域应用广泛。目前生产吗啉的主要方法是二甘醇催化氨解环化法,该方法因其生产原料易得、设备要求不高和污染少等优点被广泛应用。但是这种吗啉合成工艺中还存在着催化剂寿命短、性能较差和吗啉收率低等问题。自主设计组装了高压固定床反应装置,该装置性能稳定,操作简单,是评价合成吗啉催化剂及探索吗啉合成工艺条件的主要设备。相比于实验室前期采用的高压反应釜液相间歇合成吗啉工艺,固定床气相连续合成吗啉工艺具有很大的优势,该工艺大大节约了原料,操作方便省力,工作效率大幅度提高。以经过预处理的活性氧化铝为载体,Cu和Ni为活性组分,Zn和Mg为催化剂助剂,采用过量浸渍法制备了负载型吗啉催化剂,并利用超声波对浸渍过程进行改性,通过ICP、XRD、BET和SEM等手段对催化剂进行表征,考察超声波对催化剂微观结构及催化活性的影响。结果表明:相比于常规浸渍法,超声辅助浸渍法制备的催化剂主要活性组分Cu的含量从3.96%增大至4.92%,主要活性组分Ni的含量从1.75%增大至2.07%,催化剂的比表面积由92.11m2·g-1增大至107.47m2·g-1,孔容由0.33cm3·g-1增大至0.36cm3.g-1,活性组分能更好的分散在载体上,催化活性明显提高。同时,探索出最佳的超声条件为超声功率245W.m-2,超声时间2h。通过单因素实验考察了反应温度、压力、二甘醇空速及氨醇比对吗啉合成反应的影响,并通过正交试验探索出气相连续合成吗啉的最佳工艺条件,即反应温度230℃,反应压力1.8MPa,二甘醇空速0.15h-1,氨醇摩尔比5:1时吗啉合成效果最好,二甘醇转化率达到99.87%,吗啉收率达91.22%。对吗啉收率影响由大到小的因素分别是反应温度,二甘醇空速,压力和氨醇比。