苯甲胺是结构最简单的芳香胺类化合物之一,广泛应用于合成橡胶和塑料固化的熟化剂(固化剂)、药物、染料、人造树脂、抗腐蚀抑制剂及功能性添加剂、CO2吸收剂等领域,具有广阔的市场。本文对滴流床中苯甲腈加氢制备苯甲胺反应进行了系统研究。对比研究了Pd/Al2O3催化剂在滴流床反应器及釜式反应器中的性能,发现催化剂在滴流床反应条件下性能显著提高,对其原因进行了分析。在滴流床反应条件下,得到了高活性、高选择性的催化剂,并在优化的反应工艺条件下进行了长周期试验,对失活催化剂进行分析表征。论文的主要研究内容和结果如下:1、对苯甲腈加氢反应的热力学进行了计算,苯甲腈反应生成苯甲胺与二苄胺平衡常数相近,从热力学角度分析,苯甲胺易于转化为甲苯,甲苯是该体系热力学最为稳定的产物。2、在釜式反应器中对催化剂进行了系统研究。Raney Ni催化剂及Pd/Al2O3催化剂性能较为优异,均具有较高的活性及选择性,但反应副产物种类及分布明显不同:Raney Ni催化剂上二苄胺是主要副产物;Pd/Al2O3催化剂上二苄胺的生成被显著抑制,甲苯的选择性显著提高。对反应机理进行了探索。3、深入研究了载体氧化铝晶型对催化剂性能的影响。γ、η、θ和α晶型氧化铝负载的Pd/Al2O3催化剂具有不同的孔结构、金属粒径及分散度。载体晶型对催化剂活性没有显著影响;苯甲胺选择性由高到低的顺序为:γ≈η>θ>α,这归因于γ和η晶型载体比表面积较大,制得的催化剂上金属分散度较高。4、比较研究了滴流床和釜式反应器中,Pd/Al2O3催化剂上苯甲腈加氢制苯甲胺的反应性能。滴流床条件下,催化剂的反应性能显著提高,进一步研究表明,氢气扩散是反应的速控步骤。釜式反应器中,氢气传质效果较差,返混严重,易于生成副产物二苄胺;滴流床反应器中,氢气传质效果好,返混小,反应速率达到96 mol h-1 molpd-1,远高于釜式反应器中、同类型催化剂上的文献值(7.5 mol h-1molpd-1)。5、滴流床中对催化剂配方及制备工艺进行了深入研究。Pd/Al2O3催化剂性能最优,可实现96.7%苯甲腈转化率及88.9%苯甲胺的选择性,该结果比文献中同类型催化剂在经济性和催化剂性能上都有显著优势。6、对滴流床条件下,Pd/Al2O3催化剂上反应工艺条件进行了研究。催化剂还原温度最佳区间为290 o C至325 o C;最优的反应工艺条件为:溶剂为乙醇,催化剂粒度为30–50目,还原压力为常压,反应温度为70 o C,反应压力为1.5MPa,乙醇/苯甲腈比例为4,氢腈比为20,液时空速为0.5 h-1。7、在优化的实验条件下,开展了苯甲腈加氢制苯甲胺的长周期运行试验。催化剂初始活性较高,苯甲腈转化率接近于100%,苯甲胺选择性大于86%,运行1500小时后,BN转化率降为20%、BA选择性降为65%。对失活催化剂进行了表征分析,催化剂的失活主要归因于表面碳物种的沉积,这些碳物质的性质介于二苄胺和三苄胺之间,并可能通过一种特殊的σ/π共轭吸附的亚胺过渡态增链生成。碳物种强烈吸附在Pd晶粒表面,Pd活性位大大减少;同时还堵塞了催化剂孔结构,降低了催化剂反应性能。