[发明专利]丙酮氨化制异丙胺的催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成脂肪胺的催化剂及其制备方法和应用，具体地讲，涉及一种适用于丙酮氨化制异丙胺的催化剂及其制备方法和应用。 

背景技术

在化学工业中，胺类化合物包括伯胺、仲胺、叔胺，在农药、染料、医药等领域均有广泛的应用。它们通常由醇及相应的醛、酮，在临氢状态和催化剂存在下，进行氢氨化反应制得。氢氨化反应机理可分为三步：第一步，原料醇脱氢生成醛或酮；第二步，醛或酮与氨加成生成亚胺；第三步，亚胺进一步加氢生成胺。 

美国专利US 2363721公开一种使用镍和铝的化合物为催化剂，在临氢状态下，醇通过气固床反应器进行氨化反应生成胺的方法，但由于最终产物中含有伯、仲、叔胺及反应中间体腈和未反应的醇，因此产品的分离精制很困难。 

中国专利CN 1057831A报道了一种由C₂～C₉脂肪醇制备脂肪胺的方法，该方法分两段进行，两端所用催化剂不同。第一段反应所用的催化剂的典型方案为CuSi_1.5O₃，第二段反应所用的催化剂的典型方案为CoZnSi_7.5O_8.5。该方法具有较高的选择性和转化率，但反应温度高(260℃)，由于采用两段法，工艺流程较长，设备投资较高，且所用催化剂制备过程较为复杂。 

中国专利CN 1031663A提供了以Al₂O₃为主要成份的氨化反应催化剂，其一是由δ或θ或任意比例的(δ+θ)Al₂O₃负载Ni、Cu、Cr和/或Re等活性组分组成，其中Al₂O₃为65～90％，原子比Ni∶Cu＝1∶0.2～0.8，Ni∶Cr＝1∶0.0～0.5，Ni∶Re＝1∶0.001～0.01；其二是由沉淀法制得的Ni、Cu、Cr、Ti和Al的复合物，其中Al₂O₃为32～63％，其余各活性组分之原子比为Ni∶Cu＝1∶1.0～2.0，Ni∶Cr＝1∶0.1～0.5，Ni∶Ti＝1∶1.0～2.0。该催化反应在5～60atm(最好在15～45atm)及160～300℃下进行，反 应采用滴流床，该催化剂可用于多种氨化反应，但由于采用高压，需要使用耐压设备，投资较大，且操作较复杂，有一定的危险性。 

中国专利CN 1436596A提供了一种低级脂肪胺催化剂，由载体负载Co、Ca等活性组分，其中活性组分占催化剂重量的10-50％，活性组分的原子比为Co∶Ca＝1∶0.05-0.8，其余为载体。该催化剂由北京化工研究院生产，尽管公开可用于低级脂肪胺的制备工艺，但是在工业上均用于乙胺生产，而没有用于异丙胺生产。制备方法复杂，制备条件以及催化剂性能难以掌握，选择性不理想。同时，活性组分使用钴，价格较贵，催化剂成本较高。 

中国专利CN 1151984A公开了一种氨化反应催化剂，由载体负载Ni、Zn、Fe等活性组分，其中活性组分在催化剂中所占的重量百分比为30-70wt％，其余为载体，活性组份的原子比为Ni∶Zn＝1∶0.05～0.5，Ni∶Fe＝1∶0.05～0.1。该催化剂可以应用于各类氨化反应，但反应温度偏高，仍需要提高其活性以降低反应温度。虽然所生成的伯、仲、叔胺在一定范围内可以调节，但调节范围较小，尤其对叔胺的调节较差。 

发明内容

本发明为了解决现有异丙胺催化剂存在的转化率低和选择性差的问题，进行了深入细致的研究，经过研究发现，将催化剂上负载的活性组分镍颗粒变细，粒径分布更均匀，可以显著提高催化剂的转化率和选择性。 

本发明的目的是提供一种适用于丙酮氨化制异丙胺的催化剂，该催化剂的制备方法简单，易操作，制备步骤少，重复性可靠，且所制备的镍基负载型催化剂对于丙酮氨化反应制取异丙胺具有更高的活性、选择性和稳定性。 

本发明的用于丙酮氨化制异丙胺的催化剂，由载体和负载在载体上的镍组成，采用原位沉淀方法将镍负载在氧化铝载体上，以催化剂的质量计，所述镍的含量为5质量％～25质量％，镍以无定形状态存在或镍的晶粒小于5nm，所述载体为氧化铝，所述氧化铝的BET比表面积为150～300m²/g，所述催化剂的BET比表面积为100～210m²/g。