[发明专利]一种用于合成多氨基化合物的催化剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化合成和气体净化领域，特别涉及一种用于合成多氨基化合物的催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

在天然气、合成气、炼厂气、Claus尾气、电厂尾气和烟道气等混合气体中常含有各种酸性气体，如H₂S、SO₂和CO₂等，这些混合气被进一步加工或排放之前，必须进行净化处理，除去其中酸性气体，以满足后续工段的要求或环保排放标准。采用吸收剂去除混合气中酸性气体是目前工业上最常用的方法之一，高效节能的酸性气体吸收剂是国内外科研工作者关注和竞相开放的领域，在当前能源日益紧张，环境日趋严峻的形势下，高效节能已成为各国技术发展的主题，因此吸收剂的合成是此领域的开发的重点课题之一。在众多的酸性气体吸收剂中，多氨基化合物是一类高吸收容量的酸性气体吸收剂。

专利US 4,397,660、US4,892,674、US4,895,670和DE3,411,532等提出的有机胺溶剂复合吸收剂均能有效地吸收酸性气体，增大吸收容量。专利CN1356157A和CN1354036A提出吸收剂由MDEA（N-甲基二乙醇胺）或MEA（一乙醇胺）和一种空间位阻胺组成或一种活性胺组成，其目的增大吸收容量和吸收速率。这些吸收剂的形成过程均为物理混合过程，即将两种或三种溶剂按一定的比例（配方）混合形成混合溶液。专利CN1895739提出一种复合型酸性气体吸收剂的制备方法，包括催化剂制备和吸收剂合成，该方法采用浸渍法将镍铜等活性组分移栽在SiO₂载体上。该法能有效地获得高容量复合型酸性气体吸收剂，但催化剂制备过程步骤多，时间长，煅烧温度高，并需要H₂还原，合成过程也需要H₂作为载气，尤其是浸渍法负载在载体上的活性组分容易脱落，造成催化性能下降。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种用于合成多氨基化合物、活性组分不易脱落、制备方法简单的催化剂。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于合成多氨基化合物的催化剂，该催化剂为粒状多孔催化剂，包括以下质量百分含量的组分：NiO 10%～40%、CuO0.5%～5%、La₂O₃0.1%～2%、CoO 0.01%～1.0%，其余为钛铝复合多孔载体；期中，NiO、CuO、La₂O₃、和CoO负载在钛铝复合多孔载体上；钛铝复合多孔载体包括TiO和Al₂O₃，TiO与Al₂O₃的摩尔比为1：（1~2）。

本发明还提供了上述催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硝酸镍、硝酸铜、硝酸镧、硝酸钴、硝酸钛和硝酸铝溶于去离子水中形成混合溶液；去离子水的加入量使上述六种硝酸盐能够溶解即可；

（2）搅拌下向混合溶液逐渐加入碳酸氢铵或碳酸铵，形成沉淀，继续搅拌30~60min，在40~60℃水浴中熟化3～6h，过滤；取滤饼用去离子水清洗后，在100~180℃干燥2~3h；

（3）在马沸炉中400～900℃锻烧4～6h，降温冷却，即得催化剂。

其中，步骤（2）中加入的碳酸氢铵或碳酸铵中碳酸根离子摩尔数与步骤（1）中制备的混合溶液中硝酸根离子的总摩尔数比为1:2。

本发明还提供了上述催化剂在合成多氨基化合物上的应用，该催化剂能高选择性地将原料有机醇胺和有机胺合成反应生成多氨基化合物：

H₂N-R₁-OH+H₂N-R₂-NH₂=H₂N-R₁-HN-R₂-NH₂+H₂O

H₂N-R₁-OH+H₂N-R₁-HN-R₂-NH₂=H₂N-R₁-HN-R₁-HN-R₂-NH₂+H₂O