[发明专利]一种机械化学法制备的乙胺催化剂及催化剂使用方法

权利要求书

1.一种机械化学法制备的乙胺催化剂，其特征在于，该催化剂的制备方法如下：

1）在氮气保护气氛下，往球磨罐中加入海泡石、三氧化二铝、三氧化二镍、四氧化三钴、三氧化二铟和氧化银组成的混合物，混合物中海泡石：三氧化二铝：三氧化二镍：四氧化三钴：三氧化二铟：氧化银的质量比为20~50：20~50：10~20：5~10：3~5:1；

2）往球磨罐中加入第一研磨球，第一研磨球的直径为1~5 mm，密封球磨罐，在室温、研磨球线速度为15~30 m/s的条件下进行球磨粉碎、混合，球磨时间为10~60 min；

3）球磨粉碎结束后，取出球磨罐内的第一研磨球，加入第二研磨球，第二研磨球的直径为10~25 mm，再加入质量浓度为20~40%的硝酸，密封球磨罐，在室温、研磨球线速度为5 ~15m/s的条件下进行第一球磨反应，球磨时间为30~60 min；

4）第一球磨反应结束后，往球磨罐内加入碳酸铵，继续密封球磨罐，在室温、研磨球线速度为5~15 m/s的条件下进行第二球磨反应，球磨时间为2~4 h，得到浆料物；

5）第二球磨反应结束后，先收集球磨罐内的气体，然后取出球磨罐内的浆料物；将浆料物过滤得到滤饼，接着将滤饼水洗至洗涤液为中性；

6）将滤饼在120~150℃下干燥1 h，在600~700℃下焙烧6~8 h得到催化剂料；

7）将催化剂料混捏、造粒、烘干、成型即得到催化剂。

2.根据权利要求1 所述的乙胺催化剂，其特征在于：

步骤2) 中的第一研磨球的材质为碳化钨；

步骤3) 中的第二研磨球的材质为氧化锆；

步骤3) 中加入质量浓度为20~40%的硝酸的量为1~3倍混合物的质量；

步骤4) 中加入碳酸铵的量为0.5~2倍混合物的质量；

步骤7) 中的造粒得到的颗粒尺寸为10~30目。

3.一种机械化学法制备的乙胺催化剂的使用方法，其特征在于：

1）将催化剂置于管式固定床反应器中，用CO和N₂的混合气体于300~350℃温度下还原2~4 h，然后切换成H₂和N₂的混合气体于200~250℃温度下还原2~4 h；

2）切换成H₂ 和NH₃ 的混合气体，调节到预定反应温度和压力，通入乙醇进行氨化反应。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述CO和N₂的混合气体中CO和N₂的摩尔比为1~3:1，气相空速设定在5~20 h^-1，所述H₂和N₂的混合气体中H₂和N₂的摩尔比4~10:1，气相空速设定在5~20 h^-1。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述H₂ 和NH₃ 的混合气体与乙醇的摩尔比为1~3:1，所述H₂ 和NH₃ 混合气体中H₂ 和NH₃的摩尔比为3~9:1。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述管式固定床反应器的管的高径比为50~100，管内径为15 mm或25 mm或32 mm或50 mm。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述乙醇的液相空速为0.6~1.2 h^-1。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述反应温度设定在150~175℃，所述反应压力设定在0.7~1.3 MPa。