[发明专利]催化剂催化硝基苯选择性加氢制备苯胺的方法

说明书

本发明涉及催化剂催化硝基苯选择性加氢制备苯胺的方法，配制硝基苯乙醇溶液，并将其转移到高压反应釜，往高压反应釜中加入NM‑TM‑TM/C催化剂，并通入氢气至1.0‑5.0MPa，反应温度为18℃，反应时间为0.5‑2.0h，反应结束后，将反应釜冷却至室温，将液体与催化剂分离；NM‑TM‑TM/C催化剂以碳基材料为催化剂载体，负载多组分金属制成三元金属负载型催化剂，其中NM为Pt、Ir、Ru、Au、Rh、Pd或Ag中的一种，TM为Ni、Co、Cu或Fe中的一种，其中NM负载量为0.1％‑3％，TM含量为1％‑12％。本发明催化反应速率高、苯胺选择性高、成本低、节能环保、无毒无害、反应温度低。

技术领域

本发明属于精细化工及催化技术领域，尤其涉及硝基苯选择性加氢制备苯胺的催化剂及制备方法、应用。

背景技术

苯胺是最重要的胺类物质之一，是一种极其重要的有机化工中间体，广泛用于精细化工领域。苯胺主要用于染料、药物及树脂的合成过程中，还可用作橡胶硫化促进剂。目前，工业上生产苯胺的方法主要有：(1)硝基苯铁粉还原法；(2)氯苯氨化法；(3)硝基苯催化加氢法；(4)苯酚氨解法。其中硝基苯铁粉还原法是最早的制备苯胺的方法，但是该方法苯胺选择性及产率低、反应产生大量热量难以回收、铁粉用量大、污染环境及设备腐蚀等一系列的缺点。目前我国大部分厂家采用硝基苯催化加氢法生产苯胺。

经查阅大量文献和专利得知，硝基苯液相催化加氢催化剂体系根据其不同活性位的种类，主要分为Cu基、Ni基(包括镍非晶态合金催化剂，如Ni-B或Ni-P催化剂)、Pd基、Pt基、Au基及多元金属(如PdPt、FeCo等)催化剂，另外，还有Co、Ag、Ru、Ir、Rh等金属催化剂。以上催化剂具有各自的优缺点，比如，催化反应温度过高、选择性低或催化剂成本高等。此外，硝基苯选择性加氢常作为典型的模型反应用于评价催化剂各项性能指标，开展相关基础研究。因此，硝基苯高效且高选择性加氢制苯胺的研究具有重要的应用与理论价值。

当前工业上硝基苯催化加氢法主要包括固定床催化加氢法、流化床催化加氢法和液相加氢法等。其中液相加氢法研究较多，如专利“一种硝基苯加氢合成苯胺的工艺”(申请号为201410526666.0)，公布了在Pd、Pt、Rh、Ru或Ni负载型催化剂的催化作用下，反应温度80～200℃；氢气压力0.1～2.0MPa；反应时间3～50h。纳米催化在多相催化中扮演着重要角色，如在硝基苯加氢反应中，纳米催化剂的研制已成为主要趋势。如文献Evert Boymanset.al.Chemoselective hydrogenation of functionalized Nitroarenes usingsupported Mo promoted Pt nanoparticles,ChemCatChem,2013,5,431-434，合成了(0.8％Pt+0.3％Mo)/C催化剂，在反应压力为4bar及反应温度为30℃下，硝基苯加氢制苯胺选择性高达99％以上。但是大部分文献都采用单金属或双金属催化剂催化硝基苯加氢，未见三元金属催化剂在硝基苯选择性加氢制苯胺中的应用。

针对目前硝基苯加氢过程中存在的一些问题，本方法通过贵金属-过渡金属-过渡金属三元金属之间的协同作用，不仅提高催化剂催化性能、选择性及稳定性，降低反应温度，还可减少贵金属用量，降低催化剂成本，最终实现节能环保高效的硝基苯选择性加氢制苯胺过程。

因此，基于这些问题，提供一种催化反应速率高、苯胺选择性高、成本低、节能环保、无毒无害、反应温度较低的硝基苯选择性加氢制备苯胺的催化剂及催化方法，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种催化反应速率高、苯胺选择性高、成本低、节能环保、无毒无害、反应温度较低的硝基苯选择性加氢制备苯胺的催化剂及催化方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：