[发明专利]用于脂肪羧酸酯胺化反应制备有机胺的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化剂领域，公开了一种用于脂肪羧酸酯胺化反应制备有机胺的催化剂及其制备方法和应用，该催化剂含有钴、铜、锌和无机氧化物载体；以所述催化剂的总重量为100份数计量，各组分的含量为：钴元素10‑30份，铜元素20‑40份，锌元素15‑35份，无机氧化物载体5‑20份；所述脂肪羧酸酯胺化反应为脂肪羧酸酯、氢气与氨或伯胺或仲胺在所述催化剂的催化下生成有机胺的反应。该催化剂将羧酸酯直接进行胺化制备有机胺，催化活性高、选择性好，可降低有机胺的生产成本，提升有机胺生产装置的经济效益，符合国家的发展战略。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体地，涉及一种用于脂肪羧酸酯胺化反应制备有机胺的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

低级脂肪胺是有机合成的重要中间体，主要用于生产农药、医药、染料、橡胶助剂、表面活性剂、防冻剂和照明器材等。工业生产过程使用醇类或酮类作为生产原料，反应机理一般认为醇脱水生成羰基或酮类化合物中的羰基与氨反应生成亚胺，然后再加氢为胺。例如工业生产中以丙酮、氢气和氨为原料生产异丙胺；以乙醇和氨为原料在临氢状态下生成乙基胺；以丁醇和氨为原料在临氢状态下生产丁胺。这方面的文献也比较多，例如专利文献US2363721、CN1057831A、CN1031663A、CN1436596A、CN1151984A等。

然而，近年来，随着中国国内煤制甲醇技术的发展，甲醇羰基化制醋酸装置产能迅速增大，2015年全球醋酸总产能接近2000万t，其中塞拉尼斯、BP、江苏索普、上海华谊和山东兖矿的醋酸产能均在100万t以上，醋酸产能陷入了严重过剩的局面。人们开始纷纷研究醋酸加氢生产乙醇的催化剂和技术；醋酸和异丁烯反应生成醋酸仲丁酯，再经加氢生成乙醇和异丁醇等。为了寻找效益最大化，亟需提出一种生产步骤较短的工艺路线，对醋酸及其衍生物加以利用。

发明内容

针对上述情况，为了缩短由羧酸和醇经酯化反应生成羧酸酯，再进行酯加氢反应生成醇类，然后发生胺化反应生成有机胺的多步骤过程，本发明的发明人提出由羧酸制备羧酸酯，再由羧酸酯与氢气、氨或胺发生胺化反应生成有机胺的工艺路线，并为此开发了一种用于羧酸酯胺化反应的催化剂。

本发明的第一方面提供了一种用于脂肪羧酸酯胺化反应制备有机胺的催化剂，该催化剂含有钴、铜、锌和无机氧化物载体；

以所述催化剂的总重量为100份数计量，各组分的含量为：钴元素10-30份，铜元素20-40份，锌元素15-35份，无机氧化物载体5-20份；

所述脂肪羧酸酯胺化反应为脂肪羧酸酯、氢气与氨或伯胺或仲胺在所述催化剂的催化下生成有机胺的反应。

本发明的第二方面提供了上述催化剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)制备钴盐、铜盐和锌盐的混合溶液；

2)将混合溶液在碱性沉淀剂的作用下进行沉淀反应，然后加入无机氧化物载体或其前驱体，经老化、过滤、洗涤、干燥、造粒、焙烧、打片成型，得到催化剂前体；

3)将步骤2)得到的催化剂前体进行还原，得到所述催化剂。

本发明的第三方面提供了上述的催化剂或者上述的制备方法制得的催化剂在脂肪羧酸酯胺化反应制备有机胺中的应用，所述脂肪羧酸酯胺化反应为脂肪羧酸酯、氢气与氨或伯胺或仲胺在所述催化剂的作用下发生的反应。

本发明的催化剂用于羧酸酯胺化反应具有如下优点：