[发明专利]一种己内酰胺催化剂生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂制备生产领域，尤其是一种己内酰胺催化剂生产工艺。

背景技术

己内酰胺是一种重要的石油化工产品和化学纤维原料，是制造聚酰胺纤维和树脂的主要原料。由于纺织业的发展，亚洲成为己内酰胺主要的消费地区。近年来，国内己内酰胺的产销量呈现出迅猛发展的趋势，预计2015年国内己内酰胺的表观需求量达到200万吨，己内酰胺的生产在中国仍然有很大的发展空间。

目前在工业生产己内酰胺工艺中使用的主要有环己酮-羟胺法、环己烷光亚硝化法及甲苯法。在这些工艺中，最普遍的是以苯或苯酚为原料制备环己酮，环己酮经过环己酮-羟胺路线制备环己酮肟，接着在烟酸中发生贝克曼重排得到己内酰胺的工艺。这些工艺过程都很复杂，包含多个反应步骤，原子的经济利用率很低，且对设备的腐蚀严重，环境压力非常大。因此在己内酰胺的生产研究中，研究人员将绿色工艺的开发、工艺路线的优化、能耗及生产成本的降低，环境污染的减少作为了研究的重点，其催化剂的制备与开发也成为了研究的热点。

TS-1分子筛催化剂在己内酰胺的生产中被广泛的应用。Thangaraj等对MFI结构的含钛分子筛TS-1的重排反应催化性能进行了研究，发现Ti金属的引入能够降低催化剂的失活速度，并且Ti的引入对反应的转化率和选择性有积极的影响；Palkovits等制备一种交联TS-1分子筛，这种交联分子筛能够提供更多的介孔供发生反应，极大的提高了催化剂的催化活性，同时催化剂的使用寿命也被延长。但现有工艺生产的己内酰胺催化剂机械强度小、粒度大、活性低，需要改进。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种己内酰胺催化剂生产工艺，采用该生产工艺制备得到的己内酰胺催化剂，机械强度大、粒度小且分布均匀、活性高、选择性好以及具有较长的使用寿命，适用于工业生产。

为实现上述目的，本发明公开了一种己内酰胺催化剂生产工艺，其特征在于，包含以下步骤：

(1)成胶：将硅源物质、蒸馏水、四丙基铵盐类物质、钛酸丁酯和异丙醇加入到晶化反应器中，搅拌、升温除醇后得到透明溶胶；所述硅源物质选自硅溶胶、泡花碱、正硅酸乙酯、正硅酸乙酯；其中，所述硅源物质、蒸馏水、四丙基铵盐类物质、钛酸丁酯和异丙醇的质量分数比为1：(1.50～6.50)：(0.50～6.00)：(0.01～0.10)：(0.10～1.00)；

(2)陈化：向上述透明溶胶中加入TS-1分子筛晶种，室温下密封搅拌，其中，所述透明溶胶和所述TS-1分子筛晶种的质量分数比为(10～500)：1；

(3)晶化：陈化后升温晶化12～96h，经过滤、水洗及干燥后得到TS-1分子筛原粉；

(4)碱处理：将TS-1分子筛原粉、TPAOH及蒸馏水加入到晶化反应器中，得到碱处理后的TS-1分子筛；

(5)酸活化：将所述碱处理后的TS-1分子筛、H₂SO₄和H₂O₂加入到带加热的搅拌槽中，经酸活化处理得到己内酰胺催化剂。

优选的，所述步骤(1)进一步为：将硅源物质、蒸馏水、四丙基铵盐类物质、钛酸丁酯和异丙醇加入到晶化反应器中，加入到晶化反应器中室温搅拌1～3h，将钛酸丁酯和异丙醇混合均匀后，缓慢加入到上述晶化反应器中，室温搅拌1～2h，升温除醇后得到透明溶胶；所述硅源物质选自硅溶胶、泡花碱、正硅酸乙酯、正硅酸乙酯；其中，所述硅源物质、蒸馏水、四丙基铵盐类物质、钛酸丁酯和异丙醇的质量分数比为1：(1.50～6.50)：(0.50～6.00)：(0.01～0.10)：(0.10～1.00)。

优选的，步骤(1)中，所述硅源物质、蒸馏水、四丙基铵盐类物质、钛酸丁酯和异丙醇的质量分数比为1：(2.50～5.50)：(2.50～4.00)：(0.03～0.08)：(0.20～0.70)。

优选的，所述步骤(2)中，所述透明溶胶和所述TS-1分子筛晶种的质量分数比为(80～300)：1。

优选的，所述步骤(4)进一步为：将质量比为1：(0.1～5.0)：(5.0～20.0)TS-1分子筛原粉、TPAOH及蒸馏水加入到晶化反应器中，室温搅拌1～12h，密封下升温晶化12～96h，经过滤、水洗及干燥后得到碱处理后的TS-1分子筛。

优选的，所述步骤(5)进一步为：将所述碱处理后的TS-1分子筛、H₂SO₄和H₂O₂加入到带加热的搅拌槽中，经酸活化处理得到己内酰胺催化剂。