超临界二氧化碳下Pd/C催化剂催化松香加氢反应的研究

　　氢化松香是松香内树脂酸的双键在催化剂作用下，经过一定的温度和压力，部分或全部双键加氢而成。经氢化后的松香具有抗氧性能好，脆性小，热稳定性高，颜色浅等特点。氢化松香的用途广泛，主要应用于胶粘剂、合成橡胶、涂料、油墨、造纸、电子、食品等工业部门。

　　目前，国内外多采用钯催化剂在高温高压下制得氢化松香，该工艺存在着反应温度高，反应时间长等缺点，为克服上述缺点，采用新技术代替现有落后技术就成为今后林产化工领域的重要发展方向之一。超临界流体是一种温度和压力在临界点以上，性质介于气体和液体之间的流体。其流体行为与气体相似，如粘度小、传热系数大，传质系数和对物质的溶解能力又与液体相近;同时，其密度与气体和液体明显不同，在临界点附近压力的微小变化可引起密度的较大改变，因此，可通过调节压力控制超临界流体的各种物理化学性质。超临界流体技术在萃取、材料合成、化学反应上都有广泛应用，特别是在超临界CO2流体中进行多相催化氢化，由于H2能与超临界CO2流体混溶，消除了从气相到超临界相的传质阻力，使反应速度迅速提高。Harrod M等在解决多相催化氢化中H 2的溶解性和传质阻力方面获得成功，他们研究了不饱和脂肪酸甲酯用钯作催化剂在超临界丙烷介质中的催化氢化反应，结果表明：其反应速率是通常条件下的400倍，这归因于超临界条件下气液传质阻力的消除，从而增加了催化剂表面上氢的浓度。由此可见，与常规条件相比超临界条件下进行催化加氢反应具有明显的优越性。

　　本文作者研究了在超临界CO2流体条件下，以Pd/C为催化剂催化松香加氢反应，考察了超临界CO2流体、反应温度、反应时间、催化剂的用量等因素对反应的影响，分析了催化剂的失活原因。为超临界 CO2流体技术在松香加氢工业中的应用提供了理论依据。

　　1 实验部分

　　1.1 主要原料、试剂及仪器

　　松香(特级，罗维邦色号黄12、红1.4，软化点75℃，酸值146mg/g)，CO2( 纯度≥99%)，氢气( 纯度≥99%)，Pd/C(工业品)， 乙醇(AR)。

　　容积100mL不锈钢高压釜，SHB-III循环水式多用真空泵。

　　1.2 松香催化加氢实验

　　将粉碎好的松香和Pd/C催化剂加入不锈钢高压釜中，搅拌均匀，充入一定量的H2和CO2(CO2气体充入量，要保证反应温度下处于超临界状态)，加热到一定温度后，恒温反应一段时间。反应结束后，冷却至室温，放出气体，打开高压釜，加入乙醇，将产物溶解，过滤，产物与催化剂分离，将产物进行减压蒸馏，蒸出乙醇，即得到了氢化松香产品。