[发明专利]三乙胺的合成方法和所用催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机化合物的合成方法及一种催化剂的制备方法，特别是一种乙胺和二乙胺歧化反应合成三乙胺的方法和镍铜钯催化剂的制备方法。

背景技术

三乙胺又名为N，N-二乙基乙胺，是在室温下为液体(沸点为89.5℃)的最简单的均三取代叔胺，因此在有机合成中被广泛用作溶剂和碱使用，一般缩写为Et₃N、NEt₃或TEA。工业上主要用作有机合成中的碱、催化剂、溶剂和原料，也用作高能燃料、橡胶硫化促进剂、四氟乙烯的阻聚剂、表面活性剂、润湿剂、防腐剂及杀菌剂。

目前，工业上制备三乙胺的方法主要通过胺的烷基化来制得，即主要以卤代乙烷或乙醇为原料来制取三乙胺。以卤代乙烷为原料的方法是使卤代乙烷与氨在水溶液或醇溶液中反应可以得到三乙胺，该方法的缺点是该反应为亲核反应，反应中生成的伯胺，仲胺和叔胺均为亲核试剂，所得到的是伯胺，仲胺，叔胺和季铵盐的混合物，较难从产物中分离出三乙胺。根据报道，用乙醇和氨作用制备三乙胺的方法是将乙醇和液氨在氢气存在下，经汽化后进入预热器(150±5℃)进行预热，然后进入装有铜-镍-白土催化剂的第一反应器(190±2℃)和第二反应器(165±2℃)进行合成，生成乙胺、二乙胺、三乙胺的混合物，经冷凝后，再经乙醇喷淋吸收得三乙醇胺粗品，最后经分离、脱水和分馏，收集88-90℃馏分得三乙胺，此法制备三乙胺，反应过程复杂，耗能较大，并且最终产物中含水等杂质，产品质量不好。这两种方法还有一个弊端，那就是，反应过程所生成水容易和胺类化合物发生共沸从而导致产品不易分离，产品质量下降等种种问题。近年来，也有报道提出以乙烯和二乙胺为原料合成三乙胺，如文献(Journal of Molecular Catalysis A：Chemical241(2005)175-183)所报道的以乙烯和二乙胺为原料，LiNEt₂-TMED为催化剂，在70bar和140℃下合成三乙胺，收率可达到83％，但是这个反应中催化剂的活性较低，催化剂用量大，从而导致生成成本的增加，不利于工业生产。因此，提出一种合成路线短，易分离，高效节能，生成成本低的三乙胺合成途径是十分必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种原料易得、经济效益好、安全性好、易于工业化生产的一种乙胺和二乙胺歧化反应合成三乙胺的方法和所用催化剂。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于合成三乙胺的负载型催化剂，以焙烧后γ-氧化铝为载体，在载体上负载活性组分，活性组分由镍、铜和钯组成；镍、铜、钯和焙烧后γ-Al₂O₃的重量之和称为总重，镍占总重的15～25％，铜占总重的5～12％，钯占总重的1～3％。

上述焙烧后γ-氧化铝可采用以下方法制备而得：将γ-氧化铝(γ-Al₂O₃)先于230～270℃焙烧2.5～3.5h，再于280～320℃焙烧2.5～3.5h，得焙烧后γ-氧化铝。经检测：焙烧后γ-氧化铝的比表面积为230～250m³/g，孔径大小为10～11.5nm。γ-氧化铝(γ-Al₂O₃)为普通市售产品，其颗粒直径为2～3mm。备注说明：焙烧后γ-氧化铝的颗粒直径基本等同于γ-氧化铝(即焙烧前)的颗粒直径。

本发明还同时提供了上述用于合成三乙胺的负载型催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)、初次焙烧：

将γ-氧化铝(γ-Al₂O₃)先于230～270℃焙烧2.5～3.5h，再于280～320℃焙烧2.5～3.5h，得焙烧后γ-氧化铝；

2)、将步骤1)所得的焙烧后γ-氧化铝用水浸渍至少36小时，然后测定水减少的体积，从而得焙烧后γ-氧化铝的孔体积密度(即，孔容)；

3)、初次浸渍：

将镍盐、铜盐和钯盐溶解于水(例如为蒸馏水)中，得混合溶液；将步骤1)所得的焙烧后γ-Al₂O₃浸渍于混合溶液中，焙烧后γ-Al₂O₃的孔体积为混合溶液体积的1/2～1.1/2(较佳为1/2)，浸渍时间等于步骤2)的浸渍时间；镍盐中的镍、铜盐中的铜、钯盐中的钯和焙烧后γ-Al₂O₃的重量之和称为总重，镍占总重的15～25％，铜占总重的5～12％，钯占总重的1～3％；