一種製備正丙胺的催化劑及其製備方法和應用的製作方法
2023-06-02 15:24:06
專利名稱：一種製備正丙胺的催化劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種化學合成方法，尤其是一種製備正丙胺的催化劑及其製備方法和應用。
背景技術：
正丙胺是一種重要的有機合成中間體，用於制農藥、染料、醫藥，也用於纖維和紡織品，樹脂整理劑，石油添加劑等，還可用於製備鍋爐防腐劑、發動機冷卻劑、潤滑劑、除碳劑、乳化劑等，在雷射技術上也有應用。
工業上通常是在載體金屬銀、鎳或銅催化劑存在下，將正丙醇與氨臨氫反應生成正丙胺，反應一般在0.4±0.1MPa的壓力和190±10℃條件下進行，得到一、二、三種丙胺的混合物，其中三正丙胺的含量最高，為37～40％，一正丙胺和二正丙胺較低，約為20％、30％。由於二正丙胺在工業上廣泛用作化學中間體，因此，正丙醇臨氫氨化反應的最主要的目的產物是二正丙胺。為提高二正丙胺產量、降低三正丙胺產量。本發明採用一種性能較好的以醇氨解法製取正丙胺的催化劑，可以在比較溫和的條件下，得到較高的正丙醇轉化率及能提高二正丙胺、降低三正丙胺選擇性的特點。
有關文獻資料報導的制正丙胺的催化劑及工藝情況如下正丙醇氨化無氫反應由原料正丙醇與氨在無氫存在下，反應時壓力為0.7～3.5MPa、溫度為300～350℃，催化劑可採用氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎢、白土或各種金屬磷酸鹽，正丙醇轉化率在80％以上，二正丙胺的選擇性在86％以上，雖然該工藝反應的活性和二正丙胺的選擇性較好，但是對反應溫度要求較高，使得催化劑的使用壽命較短。
丙烯腈加氫法在40～250℃溫度和0.49MPa壓力下，採用銠催化劑用氫連續除氨，生成二正丙胺的選擇性在85％以上，很少生成一正丙胺，基本上不生成三正丙胺，雖然這一方法反應條件溫和，二正丙胺選擇性較好，但由於使用貴金屬銠，催化劑成本太高。
發明內容
本發明的目的就是要解決上述所述的不足，提供一種製備正丙胺的催化劑及其製備方法和應用，該催化劑能達到較高的正丙醇轉化率，使用壽命長，同時具有較高的二正丙胺生成量的特點。
本發明解決其技術問題採用的技術方案。這種製備正丙胺的催化劑，該催化劑由載體、活性組份Ni、Cu、Wo組成，其中活性組份在催化劑中所佔的重量百分比為20～45％，且活性組份的原子比為Ni∶Cu＝1∶0.02～0.6，Ni∶Wo＝1∶0～0.3，其餘為載體。
所述的活性組份的原子比為Ni∶Cu＝1∶0.05～0.4，Ni∶Wo＝1∶0.04～0.2。
所述的載體為三氧化二鋁，二氧化矽、硅藻土中的至少一種。所述的優選的載體三氧化二鋁用以下方法製備把Al2O3粉加入蒸餾水和濃硝酸，三者的重量配比為1～1.2∶1～1.8∶0.02～0.05，混合均勻後，經500-600℃溫度乾燥焙燒，製得催化劑載體。
本發明的催化劑用浸漬法製備催化劑的活性組份是以其相應的鹽的水溶液或醇溶液的任何一種，如硝酸鹽、硫酸鹽或醇鹽等，優先為硝酸鹽，配成一定濃度的水溶液或醇溶液，加入Al2O3載體浸漬後，經過濾、洗滌、乾燥培製得含鎳催化劑。
本發明的催化劑在製取正丙胺中的應用。這種正丙醇與氨生成正丙胺的工藝，包括在110～190℃的反應溫度，0.8～1.8MPa的反應壓力，氣相空速為0.3-0.5h-1，將正丙醇∶氨∶氫以摩爾比為1∶1～3∶3～8進行反應，其中所用的催化劑使用上述性能較好的鎳催化劑。
本發明由原料正丙醇與氨在含鎳催化劑下，優選反應溫度為130～170℃，反應壓力為1.0～1.5MPa，氣相空速為0.35-0.45h-1，正丙醇∶氨∶氫的摩爾比為1∶1.4～2.8∶3.5～7的條件下反應，生成的一正丙胺、二正丙胺、三正丙胺中二正丙胺含量最高，三正丙胺的含量最低，從而有利於提高二正丙胺的產量，降低三正丙胺的循環量，減少能源消耗。
本發明的效果是本發明具有優異的催化活性、選擇性和良好的穩定性。採用本發明的催化劑和工藝方法，正丙醇的轉化率高，二正丙胺的選擇性高，催化劑的壽命長。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述。
實施例1為製備催化劑載體將80克Al2O3粉末加入120克蒸餾水和3克的濃硝酸，混合均勻，在150℃中乾燥15小時，然後在500-600℃灼燒8小時，製成催化劑載體。
實施例2製備含鎳催化劑將150克金屬鎳、15克金屬銅，25克金屬鉬溶於130ml蒸餾水中，取60克例1中製備的載體進行浸漬，然後在100℃乾燥12小時，進行500℃高溫焙燒10小時，製得催化劑。
實施例3使用實施例2製備的催化劑在小型連續加氫反應裝置上，反應器內徑為20ml，長80mm，加入50克催化劑，在260～360℃溫度範圍，用氫氣還原12小時後，通入原料正丙醇∶氨∶氫＝1∶2.4∶4.6進行加氫反應，反應溫度150℃，反應壓力1.4MPa，空速為0.35h-1，正丙醇的轉化率為99％，二正丙胺選擇性為9O.4％。
實施例4為在同實施例3的反應裝置上，使用同實施例2的催化劑和實施例3的還原條件，反應溫度為175℃，反應壓力1.6MPa，空速為0.38h-1，正丙醇的轉化率為99.5％，二正丙胺選擇性為90％。
實施例5為在同實施例3的反應裝置上，使用同實施例2的催化劑和實施例3的還原條件，改變進料比正丙醇∶氨∶氫＝1∶3∶6，反應溫度為160℃，反應壓力1.7MPa，空速為0.42h-1，正丙醇的轉化率為98.3％，二正丙胺選擇性為90.8％。
實施例6為在同實施例3的反應裝置上，使用同實施例2的催化劑和實施例3的還原條件，進料比正丙醇∶氨∶氫＝1∶3∶6，反應溫度為168℃，反應壓力1.55MPa，空速為0.45h-1，正丙醇的轉化率為99％，二正丙胺選擇性為89.2％。
實施例7為在同實施例3的反應裝置上，使用同實施例2的催化劑和實施例3的還原條件，進料比正丙醇∶氨∶氫＝1∶2∶6，反應溫度為170℃，反應壓力1.68MPa，空速為0.5h-1，正丙醇的轉化率為99.3％，二正丙胺選擇性為91.2％。
按照實施例3、實施例4、實施例5、實施例6、實施例7的各個操作步驟及反應條件。只是催化劑為一般鎳催化劑，反應結果如下
通過對比可以看出，本發明具有優異的催化活性、選擇性和良好的穩定性。採用本發明的催化劑和工藝方法，正丙醇的轉化率高，二正丙胺的選擇性高，催化劑的壽命長。
權利要求
1.一種製備正丙胺的催化劑，其特徵在於該催化劑由載體、活性組份Ni、Cu、Wo組成，其中活性組份在催化劑中所佔的重量百分比為20～45％，且活性組份的原子比為Ni∶Cu＝1∶0.02～0.6，Ni∶Wo＝1∶0～0.3，其餘為載體。
2.根據權利要求1所述的製備正丙胺的催化劑，其特徵在於所述的活性組份的原子比為Ni∶Cu＝1∶0.05～0.4，Ni∶Wo＝1∶0.04～0.2。
3.根據權利要求1所述的製備正丙胺的催化劑，其特徵在於所述的載體為三氧化二鋁，二氧化矽、硅藻土中的至少一種。
4.根據權利要求3所述的製備正丙胺的催化劑，其特徵在於所述的載體三氧化二鋁用以下方法製備把Al2O3粉加入蒸餾水和濃硝酸，三者的重量配比為1～1.2∶1～1.8∶0.02～0.05，混合均勻後，經500-600℃溫度乾燥焙燒，製得催化劑載體。
5.根據權利要求1-4所述的催化劑的製備方法，其特徵在於催化劑的活性組份是以其相應的鹽的水溶液或醇溶液的任何一種，通過浸漬法負載在載體上，經過濾、洗滌、乾燥培製得含鎳催化劑。
6.根據權利要求1-4所述的催化劑在製取正丙胺中的應用。
全文摘要
本發明涉及一種製備正丙胺的催化劑及其製備方法和應用，該催化劑由載體、活性組份Ni、Cu、Wo組成，其中活性組份在催化劑中所佔的重量百分比為20～45％，且活性組份的原子比為Ni∶Cu＝1∶0.02～0.6，Ni∶Wo＝1∶0～0.3，其餘為載體。本發明的催化劑用浸漬法製備催化劑的活性組份是以其相應的鹽的水溶液或醇溶液的任何一種，如硝酸鹽、硫酸鹽或醇鹽等，優先為硝酸鹽，配成一定濃度的水溶液或醇溶液，加入Al
文檔編號C07C211/06GK1785514SQ20051006148
公開日2006年6月14日 申請日期2005年11月8日 優先權日2005年11月8日
發明者陳新發, 楊永軍, 王烈鋒, 汪小平, 王訊文 申請人:浙江建德建業有機化工有限公司