[发明专利]间苯二甲腈加氢制备间苯二甲胺的催化剂及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种腈烃加氢的方法，具体地是涉及一种可用于间苯二甲腈加氢制间苯二甲胺的方法。

背景技术

间苯二甲胺是一种重要的精细化工原料。可用于生产特种塑料和油漆，还可用于合成农药、纤维整理剂、防锈剂、螯合剂、润滑剂等产品。以间苯二甲腈催化加氢合成间苯二甲胺，已有大量报道，主要以釜式间接加氢或固定床连续加氢工艺。釜式间接加氢工艺主要采用Raney Ni催化剂，经过改性后的Raney Ni可在活性、选择性和稳定性方面得到大幅提高，广泛应用于工业化生产。固定床连续加氢工艺均使用以镍为活性组分的负载型催化剂，催化剂载体一般为Al₂O₃和SiO₂。

在固定床连续加氢工艺中，由于腈类加氢反应过程复杂，有许多活泼的中间产物生成。中间产物自身或与目标产物发生缩合、交联等副反应使催化剂选择性变差，尤其是副产物严重影响催化剂的寿命。一般使用的Al₂O₃和SiO₂载体具有一定的酸性，从而促进了缩合反应的发生，覆盖于载体表面，催化活性位丧失，催化剂活性下降。活性降低的催化剂不能及时将中间体转化，副产物继续增加，如此恶性循环，最终导致催化剂中毒失活。

US6646163公开了一种以含镍或钴的负载催化剂进行间苯二甲腈连续加氢的工艺。在反应温度90℃，反应压力12Mpa,原料中间苯二甲腈质量分数5%的条件下，加氢收率达96.5%。但该反应结果只说明催化剂的初期性能，没有指出催化剂的长期稳定性，未对抑制结焦提出明确方案。

US6881864提出采用二段加氢工艺，使用含镍或钴的负载催化剂，由间苯二甲腈加氢制备间苯二甲胺的技术方案。一段采用反应温度60-90℃，二段反应温度110-130℃，一段的间苯二甲腈转化率大于90%，二段加氢转化率接近99%。加氢总收率达到86.6%-92.4%。此工艺虽然可以降低中间产物对催化活性的影响，增加转化率，但工艺流程长，设备、投资增加，影响此工艺的经济性。

CN101062898A提出将催化剂载体用MgO改性后应用于间苯二甲腈连续加氢的工艺，一段采用反应温度60-90℃，二段反应温度110-130℃，反应压力11-12Mpa。一段的间苯二甲腈转化率大于92%，二段加氢转化率接近99%。加氢总收率达到96.5%-99.5%。此方法仍需采用二段加氢工艺，不具备经济优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术存在的催化剂在固定床连续加氢条件下因中间产物易缩合自聚，导致催化剂结焦失活的问题，提供一种新的间苯二甲腈加氢制备间苯二甲胺的催化剂，该催化剂具有抗结焦能力强，活性和选择性高，稳定性好的优点。本发明所解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的催化剂的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种间苯二甲腈加氢制备间苯二甲胺的催化剂，以重量份数计包括以下组分： 

(a) 5.0~40.0份金属镍或其氧化物；

(b) 0.01-25.0份选自元素周期表中                                                A中的至少一种元素或其氧化物；

(c) 0.01-10.0份选自Mo、Zr和Ti中至少一种元素或其氧化物；

(d) 0.01-10.0份选自Sn、Fe和Cu中至少一种元素或其氧化物；

(e) 0.01~6.0份选自稀土中的至少一种元素或其氧化物；

(f) 9~95份载体二氧化硅。

上述技术方案中，以重量份数计，金属镍或其氧化物的用量优选为10.0~35.0份；选自元素周期表中A中的至少一种元素或其氧化物的用量优选为1.0~20.0份；选自Mo、Zr和Ti中至少一种元素或其氧化物的用量优选为0.5~8.0份；选自Sn、Fe和Cu中至少一种元素或其氧化物的用量优选为0.5~8.0份；选自稀土中的至少一种元素或其氧化物的用量优选为0.5~5.0份；选自元素周期表中A中的元素优选为Mg、Ca、Sr、Ba中至少一种；选自稀土中的元素优选为镧或铈中至少一种。