[发明专利]水滑石复合过渡金属催化剂用于醛类或酮类化合物临氢氨解反应中的用途

说明书

一种水滑石基复合催化剂用于醛类或酮类化合物的临氢氨解制备胺类化合物的用途。本发明采用水滑石或类水滑石复合过渡金属单质作活性组分为催化剂，在氢气气氛下催化醛类或酮类化合物与氨气进行氨解反应，制得胺类化合物。并通过调节反应温度、停留时间和催化剂用量等转化条件，来实现醛类或酮类化合物的高转化率和目标产物胺类化合物的高选择性。本发明的催化剂应用于醛类或酮类化合物的临氢氨解制备胺类化合物的反应，具有催化剂价格低廉，目标产物产率高和催化剂稳定性好等特点。

技术领域

本发明涉及一种水滑石或类水滑石复合过渡金属单质活性组分的复合催化剂以及它用于醛类或酮类化合物临氢氨解高选择性制备胺类化合物的方法。

技术背景

胺类化合物是一种非常重要的有机化合物，其广泛存在于大自然中，例如激素、生物碱和抗生素等；同样也是医药活性物质、农药、日用化学品以及石油化工重要原料和反应中间体原料，例如，作为溶剂、医药活性中间体、树脂原料、添加剂、消毒剂、橡胶稳定剂、腐蚀抑制剂、洗涤剂等。例如，环己胺是一种重要的有机化工原料及精细化工产品中间体，它广泛应用于橡胶助剂、食品添加剂、防腐、造纸、塑料加工和纺织业。迄今为止世界上主要有六种环己胺制备方法，即苯胺催化加氢常压法和加压法、硝基环己烷还原法、氯代环己烷催化氨解法、环己烯直接氨化法、环己酮催化氨化法、环己醇催化氨解法。考虑到原料的价格、来源和工艺简便性，国内工业生产环己胺主要采用苯胺催化加氢加压法，此方法中采用的催化剂以主要活性元素分类，可分为钴系、钌系、镍系和钯系。钴系催化剂报道内容比较丰富，日本专利7424905报道的钴锆催化剂，环己胺的摩尔分数可达97％，波兰专利128708报道一种以碱土金属氧化物为担体的钴催化剂，也有较为不错的效果。文献中以钴为催化剂，温度240℃，压力14.7～19.6MPa，苯胺与氢气的摩尔比为1:10，空速0.4～0.7h^-1，液相加氢，可得80～89％环己胺，较少生成二环己胺。该方法反应器的空速低，生产的环己胺纯度不高，难以满足生产使用的需求，其次以硝基苯为原料生产苯胺的工艺存在较大的环境污染，同时苯胺的单程转化率和环己胺的选择性都有待于提高，并且反应压力高，存在一定的安全问题。此外，苯胺催化加氢常压法装置利用率低下，耗能大，产品收率(以苯胺计)也只有90％，制约了其在工业上的广泛应用和推广。

目前国内外环己酮来源比较简单，研究开发环己酮生产环己胺的生产工艺有良好的市场前景。邢晓东等人研究了采用Ni-硅藻土作为催化剂，由环己酮制备环己胺的方法，反应氢压为8.0-9.0MPa,反应温度控制在353-393K,环己胺收率为83％。等人(Applied Catalysis A:General,197(2000)229-238)使用Ni/Al₂O₃/SiO₂(44wt％Ni)作为催化剂，研究了环己酮制备环己胺的方法，在反应温度200℃得到100％的转化率和80％的环己胺选择性。阮济之等在CN1044689C专利中公开了一种制备脂肪胺的催化剂及工艺，其特征是该催化剂采用高温焙烧制得的氧化铝为载体，和镍、铜、铬活性组分构成，各组分质量百分含量为：镍1.5～20％，铜1.5～20％，铬0.05～5％；采用该催化剂制备脂肪胺时，包括催化剂预处理、胺化反应等步骤；胺化反应条件是：温度230～280℃，压力0.1～3.0MPa，空速(体积)0.1～5.0h^-1,液氨与原料的摩尔比为0.5～10.0。

另外，芳香伯胺是工业生产中一种重要的化工中间体，苯甲胺和间苯二甲胺是其中最重要的两种。苯甲胺又称为卞胺，其具有较强的碱性，可以与苯酚、甲酸、对甲基苯酚等相互作用生成加成产物；在现代工业生产中广泛应用于医药、化学试剂、染料、合成树脂、二氧化碳吸收剂、腐蚀抑制剂及杀虫剂等方面。苯甲胺的合成方法主卞氯加成法、卞氯氨解法、苯甲醛氨化法和苯甲睛加氢法等。其中工艺较成熟的是卞氯加成法制备苯甲胺，然而该过程对反应设备要求高，且工艺步骤繁琐，苯甲胺收率仅为60％左右。